美国航天器即将撞击“无辜”小行星：人类首次实地测试行星防御

9月26日，在距离地球1100万公里的地方，一架自动售货机大小的航天器将以每秒6公里的速度撞击一颗直径160米的“无辜”小行星Dimorphos。这一即将到来的“暴力”行动，是人类有史以来首次对行星防御任务进行实地测试，即美国宇航局（NASA）双小行星重定向测试（DART）。

DART任务团队最近首次观测到双小行星系统Didymos，而目标小行星Dimorphos就是其中的一颗小卫星。NASA希望这次碰撞推动Dimorphos进入距离Didymos更近的轨道，从而将其近12小时的运行周期缩短几分钟。未来，类似的撞击可以使有威胁性的小行星转向。但新的模拟和实验室实验表明，这项任务成功与否取决于这些小行星到底是一颗坚固的岩石还是松散的碎石堆。

答案将从撞击产生的陨石坑和喷射物中揭晓，这可能决定了撞击小行星的难度。与之前引发大规模灭绝事件的较大小行星相比，双小行星撞击地球的可能性要高出数千倍，而且它们有能力摧毁一个国家，这使得这些较小的天体成为行星防御工作的重中之重。但对于地面望远镜来说，它们只不过是一个小小的光点，难以探测，更不用说研究了。

当一个天体挡住另一个天体时，它们的光线就会变暗。通过监测来自Dimorphos和Didymos光的微小波动，NASA的科学家可以了解其转速等信息。这将使科学家设计出一个自主导航系统，在新的太阳能离子推进器的帮助下引导“飞镖”接近“猎物”。

但接下来会发生什么，谁也说不准。“假设它是一块坚固的岩石，我们有一个坚固的航天器，本质上就是在太空中玩一场大型台球游戏……基本上可以把它作为一个简单的物理方程来求解。”DART任务观测小组的负责人、北亚利桑那大学的行星科学家Cristina Thomas说，当目标是由数以千计的岩石组成时，预测撞击它的后果要比预测一个实心巨石困难得多。

瑞士伯尔尼大学的行星科学家Sabina Raducan说，如果DART击中了一个脆弱的碎石堆目标，陨石坑将在几个小时内形成，这一过程可能需要几个月甚至几年时间进行建模。

近日，DART部署了一个面包机大小的立方体卫星，它将用两个光学摄像机记录碰撞过程及其结果。与此同时，詹姆斯·韦布和哈勃空间望远镜以及4个地面天文台将轮流进行监测。Thomas表示，如果Dimorphos是一个脆弱的碎石堆，望远镜应该能够在撞击后数小时内捕捉到它的图像。

在真正有小行星威胁地球的情况下，解决方法是用足够的力度撞击小行星体，使其转向，但同时又不能太过猛烈，导致其向地球发射小岩石碎片。DART任务将为科学家完善行星防御计划提供更多数据。

来源 | 中国科学报

责编 | 郑宗敏

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