行星防御不再是纸上谈兵今早NASA探测

“DUANG~!

一声巨响

DART飞船完成了自己的使命

年9月27日早上7:14，在距离地球万千米的太空中。一颗人造探测器以6.2千米/秒的速度撞向小行星，轻微改变了它的轨道。大约万年前，一颗小行星砸向地球，恐龙就此走上末路，恐龙没有办法避免这一切。而今天，如果又有一颗代表着末日的小行星向地球飞奔而来，这次撞击证明，人类或许有能力改变自己被毁灭的命运。

如果有小行星可能撞击地球，解决的办法无非三种：地球躲闪一下；改变小行星的轨道；或者炸碎它。第一种目前做不到，第三种也比较难，除非是直径小于一公里的“小石子”。最有可能的办法是第二种，将小行星推离既定轨道，基本上就是太空桌球。原理容易理解，想要实现则是不折不扣的高科技。NASA为了测试有关防御可能性的一系列问题，设计了一次撞击试验。

试验目标

孪小星（Dimorphos）

▲由张图像的合成的目标图片

图源：NASAJPLDARTNavigationTeam

图源：ESA

孪小星（Dimorphos）是孪大星系统（Didymossystem）中较小的一颗，直径大约为米左右，另一颗孪大星（Didymos）直径大约为米。两者中心点相距1.18千米，以11小时55分钟的周期相互绕转。

孪大星系统不会跟地球的轨道发生重合，很安全；距离地球最近时，约为万公里，而撞击就选择了这个时机，容易观测也容易控制各种航天器。由于孪小星绕着孪大星运行的公转速度比它们绕太阳运行的速度要慢得多，在这个双星系统内，小卫星被撞击后的运行状态改变更容易测量。

试验设备

DART航天器

▲DART航天器接近目标小行星时的想象图

图源：NASA/JohnsHopkinsAPL/SteveGribben

DART这一单词在英文里有飞镖的意思，在万千米之外，以每秒6.2千米的速度迎面撞击孪小星（Dimorphos）。如果一切都如研究人员预想的那样，撞击将会让它们相互绕转的周期缩短几分钟。

▲DART任务的说明图

图片来源：TheJohnsHopkinsUniversityAppliedPhysicsLaboratoryLLC

除开两边8.5米长的太阳能板，DART探测器主体尺寸为1.21.31.3米，在撞击孪小星时质量大约为千克。孪小星绕孪大星绕转的速度为.2毫米/秒，质量估计在50亿千克左右。当DART以6.1千米/秒的速度撞击栾小星时，如果碰撞是完全非弹性的，孪小星的运行的速度将会被降低0.7毫米/秒，如果考虑到撞击在孪小星表面抛射了部分物质，速度改变量将会更大。

对它们的跟踪观测已经持续了很久，一方面是为航天器的撞击选择最准确的角度，一方面也收集足够的数据，用以对比撞击前后卫星孪小星的轨道变化情况。因为DART对于直径m，质量超过五百万吨的孪小星来说像一粒沙子。即便DART成功地改变了孪小星的轨道，也只能观察一些细微的迹象。

试验过程

分离，瞄准，撞击，观测

图源：NASA/JohnsHopkins,APL/SteveGribben

当地时间年11月23日，NASA用SpaceX公司的猎鹰9号火箭发射了DART任务，从那以后到昨天，地面控制人员都能以高精度的地面观测为DART为它导航。昨天的最后一次调整后，DART的瞄准精度也只有2千米。

▲撞击前60分钟、4分钟、2分钟和3秒时DART观测到孪小星，图片内容为模拟

图片来源：DARTPressKit

但直到撞击前的1个小时，DART上搭载的设备才能观测到孪小星。为此，应用物理实验室（APL）专门为DART开发了一套智能导航机制SMARTNav。SMARTNav可以预测孪小星的位置，并控制DART上搭载的离子推进器控制方向——DART搭载了12个推进器，其中离子推进器推力很小，可用于精细控制。

▲撞击前1小时的计算机模拟

视频来源：JeremyRehm、SteveGribben/APL科学家们预计撞击将使孪小星的公转速度降低约1%。之前孪小星的公转周期约为12小时，如果撞击能够缩短公转周期73秒以上，则任务就算成功，这代表在有意义的尺度上改变了小行星的运行状态，而最乐观的估计最长可降低10分钟。

北京时间9月27日早上7点14分左右，DART成功命中了孪小星，上面搭载的DRACO成像仪发回了命中前的最后一段视频。

孪小星在DART的镜头中越来越大，直到画面突然消失——DART撞击了孪小星，整个探测器在一瞬间摔得粉碎，DART成功了。不过太空中的探测并没有就此结束，DART在15天前就释放了一颗微型卫星观察撞击结果。

这颗微型卫星名为LICIACube（LightItalianCubeSatforImagingAsteroids的缩写），由意大利制造，它会在撞击后约3分钟飞过孪小星，让它有机会看到DART撞击产生的陨石坑。这颗卫星在DART撞击时也会观测撞击产生的羽流，寻找可能有价值的信息。但它信息传输速度较慢，可能还需要几个小时我们才能收到它拍下的画面。而DART的撞击究竟对孪小星的轨道产生了多少改变，还需要接下来几周的天文观测证实。

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