今天,也就是 9 月 26 日,一艘移动速度比超速子弹快 8 倍的航天器将撞击距离地球近 700 万英里(1100 万公里)的小行星。需要明确的是,无论是在撞击之前还是之后,这颗小行星都不会对我们构成威胁。但没有人确切知道碰撞将如何影响系统。科学家们学到的东西可能会拯救世界。
这个理论是,如果天文学家发现一颗小行星飞向地球,我们可以派出一艘宇宙飞船或“动能撞击器”,将它推离它的路径。有了足够的预先警告,对于一个可能的撞击者来说,轻推就不会完全错过地球。
双重定向小行星测试(DART) 航天器由 NASA 设计,并于去年 11 月由 SpaceX 火箭发射。在穿越虚空将近一年之后,DART 最终将抵达一对小行星,Didymos 和 Dimorphos。两颗小行星中的后者,一颗围绕较大的Didymos运行的小卫星,是DART的主要目标。
这张图片显示了 DART 遇到 Didymos 系统以及科学家希望观察到的 Dimorphos 轨道的撞击后变化。图片来源: NASA/约翰霍普金斯 APL
航天器本身基本上是一个带有 GoPro 的公共汽车大小的制导射弹。它的有效载荷仅由一个仪器组成:一台名为 DRACO 的高分辨率相机。
相机将以每秒一张图像的速度将图像实时传输回地球。在撞击前四个小时,当更大的小行星 Didymos 在这些图像中仍然只是一个像素光时,DART 将继续自动驾驶。对于回家的科学家来说,通信延迟太长了,无法进行控制。撞击后大约两分钟,DART 的主要目标 Dimorphos 将填满相机的视野。它会越来越大,直到……屏幕变黑。那个空白屏幕将标志着人类第一次改变天体的轨迹。
NASA 将通过 DRACO (见下文)通过两个流直播该活动,主播和从 DART 的角度进行的直播。 DRACO 直播于美国东部时间下午 5:30 / 太平洋标准时间下午 2:30 开始,主播于美国东部时间下午 6:00 / 太平洋标准时间下午 3:00 开始。 (DART 预计将在美国东部时间晚上 7:14 /太平洋标准时间下午 4:14 影响 Dimorphos。)
影响的细节将为我们提供未来规划的宝贵数据。
科学家们预计 DART 将把 Dimorphos 的 12 小时轨道改变几分钟。 Dimorphos 本身会发生什么是一个悬而未决的问题。去年, 马里兰大学的模拟表明,根据它的形状和 DART 撞击的位置,Dimorphos 很有可能最终开始在其轨道上混乱地翻滚。
科学家们将密切关注以找出答案。
DART 最近部署了第二个较小的航天器,大约有鞋盒那么大。这艘名为 LICIACube 的飞船将记录来自 Dimorphos 上空约 55 公里轨道的撞击图像。地球上的地面望远镜以及哈勃和詹姆斯韦伯太空望远镜也将观察后果。未来的欧洲航天局任务赫拉将进行更详细的调查。
第一个也是最重要的观察将是测量 Dimorphos 围绕 Didymos 的轨道在撞击后如何变化。科学家们希望看到它的轨道长度至少改变 73 秒,以证明 DART 足够强大。赫拉的观测将增加更多关于小行星组成的数据。综上所述,如果我们发现一颗小行星正朝着我们的方向前进,科学家们可以对他们的计算更有信心。
美国宇航局行星防御官林德利约翰逊说:“如果你只是降低轨道速度,你已经改变了小行星的轨道,因此在未来三四年内可能产生的影响现在完全失败了。” ,告诉IEEE Spectrum 。
因此,时间是我们在行星防御中最大的盟友。这使得完成对我们附近所有小行星的调查与研究偏转它们的方法同样重要。
迄今为止,天文学家已发现超过 90% 的近地小行星直径超过 0.6 英里(1 公里)。这些是消灭恐龙的撞击器范围内的撞击器。我们只发现了大约 40% 的大于 460 英尺(140 米)的小行星。这个班级不会消灭我们,但如果击中人口稠密的地区会造成极大的伤害。在任何一年发生意外撞击的可能性都很小,但如果小行星在没有警告的情况下撞击,破坏可能会很严重。
今天的实验和随后的观察将开始为科学家提供他们在未来制定现实防御计划所需的数据。代替布鲁斯威利斯、本阿弗莱克和一些核弹头执行的任务,也许我们所需要的只是一艘小型宇宙飞船,它的冲击力足以轻推危险的太空岩石。
图片来源: NASA/约翰霍普金斯 APL