今天(9月27日),NASA成功执行“双小行星重定向测试”(DART,Double Asteroid Redirection Mission)任务,一个600公斤的航天器受控撞击了名为“迪莫弗斯”(Dimorphos)的小行星,使其偏离原运行轨道。
据悉,迪莫弗斯直径约160米,围绕着体积更大、直径780米的小行星“迪戴莫斯( Didymos)”旋转。DART任务科学家、约翰斯·霍普金斯大学的安迪·里夫金表示,“迪莫弗斯”和“迪戴莫斯”都不会对1100万公里外的地球造成任何威胁。
话虽这么说,专家也表示,精确的轨道影响需要一到两天后才能有结论,外界预计迪莫弗斯的轨道将被向迪戴莫斯的方向推近,使其旋转周期加快73秒到10分钟不等。
他们还举例,就像你的表被稍稍调快了些,在前几天内可能你并不会觉察到。
截稿前,NASA还分享了坠机前捕捉到的小行星特写镜头,当时的拍摄高度大约12公里。
据悉,撞击前飞行器的速度达到了每小时14000英里,NASA将其视作其行星防御计划的演练。
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地球历史上曾发生过多次小行星撞击地球的事件,科学研究表明,几次大灭绝事件可能都是小行星撞击地球导致,这里最著名就是恐龙灭绝事件。
目前的权威解释是,因为一颗天外小行星撞击地球导致尘埃蔽天,酸雨盖地,断绝食源的恐龙和众多动植物从此绝迹。因此,小行星撞击事件也被列为“世界四大突发巨大灾难”之首。
如果一颗小行星与我们的地球发生碰撞,我们该怎么办?目前主要有“温和”与“暴力”两种途径:“温和”的方法主要有引力拖车、直接碰撞、激光照射等几种,基本原理是通过直接牵引或能量撞击,改变小行星的近地轨道,从而避免与地球碰撞;而最简单粗暴的方法就是用一个物体将小行星撞击或炸掉。
据媒体报道,美国东部时间9月26日晚,美国宇航局(NASA)的“双小行星重定向测试”(DART)任务的宇宙飞船成功撞击了一颗名为“迪莫弗斯”(Dimorphos)的小行星。
NASA在2021年11月发射了DART航天器,其目标是一个名为Didymos的双小行星系统。该系统由较大的Didymos小行星组成,直径为780米;该系统中较小的是一颗名为Dimorphos的卫星,直径为160米,DART将以每小时14000英里的速度撞击这颗足球场大小的小行星。
Dimorphos远远小于导致恐龙灭绝的那种小行星,后者被认为直径约有10至15公里。但是此次NASA的任务是首次展示其行星防御计划,旨在保护地球免受小行星可能发生的危险碰撞。只要测量结果显示这颗小行星的轨道发生了轻微的改变,NASA的任务就成功了。
约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的任务科学家Terik Daly对媒体解释道:
“首先,Didymos是一个双小行星系统,DART将撞上较小的小行星Dimorphos,并改变较小小行星围绕较大小行星的轨道。这使得DART成为这项技术的安全测试,因为我们没有改变较大小行星围绕太阳的轨道。其次,Didymos系统在今年(北半球)秋季将足够接近地球,但不会撞击地球,因此地面上的望远镜将能够测量DART撞击对Dimorphos轨道的影响。在未来的几十年里,没有已知的双小行星能提供类似的机会。”
天文学家还需要几天或几周的时间才能知道DART的撞击是否起到了作用,但飞船上的一个相机在撞击前瞬间捕捉到了小行星的特写。撞击前DART派出的另一艘航天器也捕捉到了碰撞的图像,NASA表示将在未来几天分享这些图像。
如果未来发现一颗危险的小行星朝地球飞来,NASA或其他一些太空机构可能会像DART所做的那样,用一艘宇宙飞船撞击它。这样的撞击可能会产生足够的动量,轻微改变小行星的轨道,而后随着时间的推移,它就会安全地从地球旁边掠过。
“行星撞地球将对一个人口稠密的地区、一个城市、一个州或一个国家造成毁灭性的区域破坏,”约翰·霍普金斯大学应用物理实验室灾难援助反应队的协调负责人Nancy Chabot对媒体说,“所以你可能不会谈论全球灭绝,但如果可以的话,你仍然希望能够阻止它。”
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自古都是人类航天器躲着小行星飞,万万没想到这次换成航天器主动追着小行星撞了。
在地球轨道附近,有两个小行星系统,大个头的叫做“迪戴莫斯”,直径780米;小个头的是小行星“迪莫弗斯”,直径160米,它围绕着个头更大的迪戴莫斯旋转。
NASA计划发射“双小行星重定向测试”(DART)任务航天器撞击直径160米的迪莫弗斯,如果撞击顺利达到预期效果,那么“迪莫弗斯”围绕“迪戴莫斯”旋转的轨道周期将会缩短几分钟。
费这么大劲撞击小行星,只是为了让小行星的旋转轨道周期缩短几分钟,这背后有什么深层次的原因吗?
小行星的威胁
在火星与木星之间,有一个小行星带,小行星带上有成千上万颗小行星,这些小行星平时就在小行星带上活动,但如果有一个小行星摆脱了木星的引力,就可能会朝着太阳系内侧飞去。
如果误闯到地球轨道附近,就可能被地球引力捕捉,从而造成小行星撞地球事件。
在地球历史上,发生过数不清的小行星撞地球事故,其中有两场对地球的影响比较大。
第一场发生在大约45亿年3000万年前,当时太阳系内还有一个行星“忒伊亚”,这个星球和如今的火星差不多大,结果因为轨道相近造成忒伊亚撞击地球。
这次撞击对地球的影响非常大,撞击造成了忒伊亚解体,一部分物质留在了地球,一部分物质围绕地球周围,聚集形成了早期月亮,这也是月亮的起源。
第二场对地球影响较大的撞击发生在6500万年前,当时一颗直径10公里的小行星撞击地球,撞击虽然没有直接让恐龙灭绝,但是撞击引发的次生灾害持续了好几万年,恐龙也因为食物链断裂而逐渐灭绝,只剩下鸟类恐龙演化至今。
现如今,小行星虽然还在撞击地球,但比较幸运的是,撞击地球的小行星个头都不够大,大多数都在与空气摩擦过程中被消耗殆尽,少数形成陨石。
不怕一万就怕万一,小行星撞击地球的威胁从来都在,过去咱们没有办法改变,但现在却可以挽救地球。
NASA发射的DART航天器,就是在担任行星防御任务,尝试改变小行星的轨道。
事实上,这次航天器撞击的小行星,并没有撞击地球的风险,该小行星系统目前与地球的距离有1100万公里,无论撞击任务是否成功,这个小行星系统都不会威胁地球,尝试清理它们只是为了练手。是为了清理日后对地球有威胁的小行星,这种事情不能拖到最后一刻才开始做,而是要提前多年就采取行动。
那该如何验证撞击是否成功呢?
科学家们表示,撞击之后,詹姆斯韦伯望远镜、哈勃、小行星上的Lucy飞船以及地球上的望远镜都可以观测到该小行星的轨迹变化,研究人员称,这次撞击预计会将Dimorphos的速度改变几分之一,使其完成轨道的时间改变几分钟。
但是撞击后究竟会发生什么,谁也说不准,而且观测结果并不是在撞击之后能立即发现,而是需要几周,几个月的时间才能得出结论。
小行星的威胁
其实咱们早就注意到了小行星的威胁,研究发现,直径小于10米的小行星,撞击地球时在大气层基本上就已经燃烧殆尽了,少量金属小行星会留下一点儿陨石。
直径140米以上的小行星,将会给地球造成重伤;直径1公里以上的小行星,可能会给地球带来全球性灾难。迪莫弗斯的直径在160米,如果撞击地球,将会对地球造成重伤。
其实,每年都有许多小行星撞击地球,但是绝大多数小行星个头比较小,而且地球70%的地方是海洋,陆地上还有许多荒漠,戈壁等无人区,所以砸中人的可能性非常低,所以我们几乎感觉不到小行星的威胁。
但为了预防体型较大的小行星砸中地球,早些年咱们就建立了追踪小行星的系统,将未来有可能威胁到地球的小行星进行追踪,并不断调整威胁等级。
在过去,咱们只能追踪小行星,除此之外什么也做不了,但NASA发射航天器主动去撞击小行星,希望改变小行星的轨道,有望为未来解决可能撞击地球的小行星威胁。
如果导致恐龙灭绝的小行星再次出现,咱们或许就不会像恐龙一样无能为力,只能灭绝,而是可能拯救地球了。
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美国太空总署(NASA)透过航天器撞向小行星以保护地球的“行星防御”系统,于9月26日成功撞击目标小行星迪莫弗斯(Dimorphos),此次数据将为日后监测到有小行星可能撞击地球的情况预先做好准备。
NASA表示,本次任务目标是一个由较大的迪迪莫斯(Didymos)与迪莫弗斯组成的「双小行星系统」,这两颗小行星质量、引力相差不多,难以判断何者为「行星」及「卫星」,不过因为迪莫弗斯较小,直径仅163米,NASA将之定义为卫星;航天器所撞击的就是迪莫弗斯,是典型会对地球构成重大威胁的小行星。
代号DART的「双小行星改道测试」任务,是人类史上首次实验能否以人力干预太阳系引力,使预定会撞上地球的小行星偏离轨道的测试,验证日后若有小行星或彗星对地球构成威胁时,撞走小行星救地球是否可行。
根据NASA资料,航天器以时速24000公里的速度撞击迪莫弗斯,落地时重力约550万吨,理论上足以在该行星地表上造成一个陨石坑,将其速度改变百分之一,但不会粉碎;不过此次撞击是否确实改变迪莫弗斯的轨迹、改变幅度多少,还需要数天甚至数周的观察才能确定。
太空总署首席科学家、资深气候顾问凯萨琳.卡尔文表示,这次任务除了测试可否用航天器撞击小行星并改变其轨迹外,还可以更全面地了解太阳系及地球的历史。
卡尔文说:「小行星若撞击地球,必然会改变生态系统并导致物种灭绝;恐龙时代可没有太空计画帮它们预知小行星撞击,但我们有,因此DART的测试,为我们演示了未来如何避免潜在危险及保护地球免受影响。」
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本文来自微信公众号:观网财经(ID:tiequanhe),作者:李泽西、连政,原文标题:《人类首次行星防御演习,成功了》,题图来自:《不要抬头》
探月发射计划连续“鸽”了多次的美国航天局NASA,终于有些好消息了:它实现了人类历史上首次改变小行星轨迹的尝试。
北京时间27日早上7:14,NASA和约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室联合开展的“双小行星改道测试”(DART)航天器离地球1140万公里处成功撞击“65803 双生星”的卫星“双卫一”。这是NASA旗下“行星防御协调办公室”自2016年创立以来的首次“防御”项目。
撞击前最后几秒钟航天器传回来的图像(图源:NASA)
该航天器主体高1.2米,长宽均为1.3米,重量仅570公斤。用它撞击重数百万吨的“双卫一”,似乎完美的诠释了“以卵击石”。航天器的撞击速度达每秒6.6公里,能够降低“双卫一”时速约1.5米。
蓝标从左到右:“DART”航天器,“双卫一”,“双生星”尺寸对比,“DART”太阳能电池板展开后长度可达19米,但是主体远远没有这么大(图源:NASA)
“双小行星改道测试”还包括子探测器“LICIACube”,在9月12日早上7:14从主航天器剥离,于27日早上7:17飞经“双卫一”。该探测器是意大利首次独自运行的深空探索卫星,旨在配合撞击任务,收集撞击后的探测数据,并在未来几天内逐渐将所获数据传输回地球。
除了意大利独自的参与,欧洲航天局还计划于2024年发射“Hera”探测器,2027年抵达“双生星”所在区域,以开展更加深入的科学探测,包括撞击给“双卫一”所带来的动量和撞击陨坑的形态,以全面评估此次撞击的“效率”,从而提高人类对于如何最有效地改变小行星轨迹的实践经验。
如果“双卫一”是一颗坚固的实心小行星,那么航天器只能在其表面砸出一个小坑,“双生星”与“双卫一”之间的距离会有所缩短;但如果“双卫一”是由大量碎岩组成的,撞击会把大量岩石送入太空,如同“发动机”一般的推力,将让两颗小行星的距离显著缩短。
NASA撞击“双卫一”示意图
人类首次有意识地改变小行星轨迹
美国和欧洲航天局在2015年开展“改变小行星轨迹”的“艾达任务”合作,原本计划欧洲于2021年线进行“小行星撞击任务(AIM)”来详细探测小行星特性,为“双小行星改道测试”探路。然而,欧洲航天局由于德国选择专注探索火星,拒绝提供足够经费而放弃了自己的计划,改为附属美国航天局的计划。
“双小行星改道测试”航天器于2021年11月24日发射,利用马斯克旗下“SpaceX”的“猎鹰9号”飞船升天。本来,航天器配有进化氙气推进器“NEXT”,利用太阳能提供的能量加速氙粒子到每秒40公里作为推力,不过因为“猎鹰9号”较高的效率,“NEXT”推进器几乎没有真正用上。
航天器上配备了“SMART Nav”自主“导航”系统,可自动识别和区分“双生星”和“双卫一”,据此与其他数据调整航天器的轨迹。
在9月初,航天器最后确认了“双卫一”的轨迹,同时确定其轨迹未受除了引力以外的其他外力的显著影响,这样可以肯定其轨迹变化完全源自撞击。在航天器撞击“双卫一”的瞬间,它距离地球1140万公里,光需38秒跨越该距离。
“双小行星改道测试”航天器(粉)从地球(深蓝)驶向“双生星”(绿)的途径(图源:Phoenix7777)
负责这次撞击的“行星防御协调办公室”,专门检测和追踪近地小行星,鉴别飞向地球的大型物体,并提出转移方案。尽管这是该署首次“防御地球”的任务,且“双生星”被认为是对地球构成潜在危险的天体,不过NASA称地球未来几百年内不受到“双生星”或“双卫一”的威胁,这次项目纯粹为了科学和测试意义。NASA和欧洲航天局均称撞击力度只会改变“双卫一”的轨迹不到1%,不足以使得这两个天体转而“瞄准”地球。
根据NASA提供的定义,“潜在威胁天体”需直径大于140米,据地球最近距离为750万公里以内,即地月距离的19.5倍。“双生星”系统于2003年据地球718万公里,根据撞击前的数据,预计将于2123年据地球590万公里;“双生星”直径为780米左右,而“双卫一”直径为160米左右。
“双生星”发现于1996年,于2003年被美国阿雷西博天文台证实有自己的卫星,因此被命名为“双生星”(Didymos)。
“双生星”直径与罗马斗兽场差不多(图源:NASA)
“双卫一”在2020年正式获国际天文学联合会(IAU)起名为“Dimorphos”,在希腊语中意为“有两种形态”;根据国际天文学联合会,这凸显“‘双卫一’将是首个受人为干涉(撞击)而改变运行形态的天体”。提出名称的希腊星球科学家克莱奥门尼斯·钦加尼斯(Kleomenis Tsiganis)曾表示,“双卫一”由“双小行星改道测试”航天器看到时将是一个形态,2027年“Hera”探测器所观测到的将是另一个形态。
在27日之前,“双卫一”与“双生星”中心相距约1190米,此前以近乎正圆(离心率小于0.05)的轨道运行,轨道周期为11小时55分钟。NASA逆着“双卫一”的运行轨道撞击它,降低其时速约1.5米,从而使其按照更小的椭圆轨道运行,同时降低其轨道周期10分钟(成为11小时45分钟)。这是因为NASA认为,如果从相反方向撞击,将其轨道周期延长至12小时左右,或与地球的昼夜循环高度重合,恐增添测量难度。
“双卫一”每次经过“双生星”前方时都会遮挡光线;通过测量亮度变化的频率,科学家可在未来数十小时内得出其新的轨道周期,从而判断测试成果。
如何避免恐龙灭绝的命运?
小行星能够带来生命,也能毁灭生灵。目前关于月球形成最普遍接受的看法是“大碰撞说”,即刚形成的地球与一个火星大小的天体碰撞,形成了月球。科学家认为,月球稳定了地球的自转,免其不时大规模改变自转而造成频繁的大灭绝,月球带来的潮汐加快了物种“登陆”的速度,月球甚至可能是地壳运动的一大推力。此后撞击地球的小行星随身携带着地球表层现有的水;在地球形成期间,其高温不允许大量水分滞留。可以说没有小行星撞击,或许就没有人类。
然而,人们最熟悉的一次小行星撞击事件。恐怕是6600万年前促使恐龙灭绝的希克苏鲁伯陨石,它直径约为10公里,重约1亿亿吨。这促使了所有非鸟类恐龙以及全球75%动植物种灭绝。在当代最著名的陨石撞击事件是2013年车里雅宾斯克陨石撞击事件,一个直径约20米,重约1万吨的陨石在俄罗斯上空爆炸,致数千人受伤。
相较这两颗小行星,“双生星”和“双卫一”不大不小,直径在100米和1公里之间。“双生星”重约5.4亿吨,而“双卫一”重约480万吨。相比而言,570公斤重的“双小行星改道测试”航天器,连小行星的零头都算不上,能显著改变“双卫一”的轨迹已实属不易。
2021年底播出的讽刺电影《不要抬头》讲述的就是小行星即将撞击地球之际,地球上的美国政府一开始忽略威胁,后因小行星含有珍贵金属而放弃改变其轨迹的计划,企图使用核弹打碎小行星以开采,失败后引来人类末日。该片意在讽刺多国政府和媒体等组织就气候变化威胁的不作为,不过也引发了人们对于来自小行星威胁的担忧。
《不要抬头》剧照
在现实生活中,有研究认为用核弹打碎或打偏飞向地球的小行星确实是个可行的方案,且成功率和效率其实都很高,“最后一刻”反应过来都可能来得及。但也有研究强调其不确定性,难以预测碎片飞行轨迹,可能危机人类通讯所需的人造卫星,且有使用核武器本身的风险。地球上多国政府和组织也都在追踪近地天体的轨迹,并进行尽可能远期的途径预测,避免临时发现撞地小行星。
今年4月,美国国家科学院、工程院和医学院发布了行星科学“十年规划”,将“行星防御任务”列为美国未来十年的重点项目之一。
“双小行星改道测试”协调负责人南希·查博特(Nancy Chabot)警告说,如果要让这种“动能撞击器技术”发挥作用,太空机构必须尽早发现有威胁的小行星,以便于航天机构执行任务,“这不是你能拖到最后一刻才做的事,你需要提前多年采取行动。”
根据2021年的一次模拟,NASA的科学家认为,如果要避免小行星直击地球,需提前5到10年就进行准备。这是因为据撞击预计时间较久的话,较小的轨迹改动也随着时间和距离而产生较大的位置改动,从而能够轻松化解潜在威胁。
据长征三号甲系列火箭总设计师兼总指挥龙乐豪7月介绍,中国或将于2026年独立开展小行星轨迹改变的“近地小行星‘2020 PN1’防御系统”任务。
龙乐豪介绍“近地小行星‘2020 PN1’防御系统”任务
一场昂贵的作秀?
对于此次发射,行业专家的看法褒贬不一。项目负责人查博特认为,这次测试非常重要,以确保等到需要的时候人类可以改变撞地小行星轨迹。
佛罗里达理工学院航空航天、物理学和空间科学副教授马库斯·威尔德(Markus Wilde)向Mashable博客表示,人类当前对于小行星可谓毫无防备,这次测试有助于增强人类防范能力。
贝尔法斯特女王大学天体物理学家艾伦·菲茨西蒙斯(Alan Fitzsimmons)认为,“双小行星改道测试”目的在于测试我们从未尝试的小行星轨迹改变技术,如果地球面临小行星撞击的可能,需采用类似的技术。
不过,也有专家质疑该项目具体实现的目的。航天爱好者,英文电子杂志“Go Taikonauts”创办人陈蓝向观察者网表示,航天器质量太小,难以对真正有威胁的小行星造成影响,从科学角度来看,“撞一下拿些数据未尝不可”,结果“靠理论计算也基本靠谱”,但是专门为此立项合理性不足。
该项目共耗费NASA超过3亿美元。2005年的“深度撞击号”就曾撞击“坦普尔1号” 彗星,那次的目标是探测彗星的结构与物质构成,并未刻意尝试改变其轨迹。不过,“深度撞击号”撞击产生的能量接近引爆5吨TNT炸药,而撞击速度相对较慢的“双小行星改道测试”航天器撞击产生的能量仅约为引爆3吨TNT炸药。当然,由于“双卫一”不停围绕同一小行星,其轨道变化更易于观测,因此也无需大力撞击。
“深度撞击号”撞击“坦普尔1号”彗星瞬间
北京理工大学空间政策与法律研究院院长王国语认为,虽然验证行星防御能力对于保障人类免受小行星撞击风险有重要意义,但相关技术能力也具有潜在的军事用途;为避免误解误判,行星防御能力验证也应考虑相关信息的公开透明,并应鼓励以国际合作的形式来开展。
陈蓝认为,抓取大石头撞击小行星意义更大;这就是中国科学院国家空间科学中心研究员李明涛、周炳红等人提出的“以石击石”设想。但是用航天器撞击,以期待采取这种方式面对有朝一日的撞地小行星不太可行。他表示,这个实验非技术意义更大,“像NASA为国会进行的一场表演,为了获取更多的拨款”。
本文来自微信公众号:观网财经(ID:tiequanhe),作者:李泽西、连政
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文/Joe Walsh
事件概要
周一晚上,美国国家航空航天局(NASA)一艘为了执行“双小行星重定向测试”任务(DART)而建造的无人飞船成功撞上了小行星“迪莫弗斯”(Dimorphos)。该任务的目的是测试一项科学家希望可以用来阻止小行星威胁地球安全的技术。
关键事实
据NASA和约翰斯·霍普金斯大学称,这艘重达1,260磅的DART飞船以每小时约14,000英里的速度撞向了约525英尺宽的“迪莫弗斯”,目的是略微改变这颗小行星的行进轨道,并将在未来几周内对其进行测量。
DART飞船于去年11月从加州发射,在撞击小行星前的十个月里,它还在旅途中花了部分时间测试其导航系统。
意大利制造的小型辅助探测器 LICIACube见证了周一的这次撞击,它上面安装了用来记录这次测试的摄像头,并在本月早些时候与DART完成了分离。
意外事实
“迪莫弗斯”从未对地球构成任何威胁,但约翰斯·霍普金斯大学表示,它是“人类第一次行星防御实验的理想候选对象”。它围绕着一颗更大的、绕太阳运行的小行星“迪迪莫斯”(Didymos)运行,而且其轨道很容易从地球上观察到,这使科学家能够测量DART的撞击如何改变了“迪莫弗斯”的轨道。
大数字
3.3亿美元。据路透社报道,这是DART项目的总成本。与NASA一些价值数十亿美元的载人航天项目和望远镜项目相比,这是一个相对便宜的金额。
关键背景
如果说把3.3亿美元用在一艘旨在撞向太空岩石的航天器似乎是一笔不小的开支,那么NASA和约翰斯·霍普金斯大学表示,这项任务的目的是帮助防止潜在的灾难性小行星撞向地球。DART测试了一项被称为“动能撞击偏转”的技术,该技术通过让小行星与人类制造的物体快速碰撞来改变前者的轨道,并使其偏离地球。
目前,NASA正在追踪大约1,419颗近地小行星,这些小行星撞击地球的可能性并非为零,尽管在某些情况下它们还有几十年甚至一百年的时间才会靠近地球。该机构表示,没有任何已知的直径大于140米的小行星——这是足以造成大规模伤亡的尺寸——会在下个世纪对地球构成重大威胁,但即使是较小的小行星也可能造成伤害和破坏。
相关事实
约翰斯·霍普金斯大学表示,动能撞击偏转是目前使小行星偏离地球的最完善的方法,但科学家们还提供了其他一些可以避免人类走上恐龙老路的策略,例如让航天器在小行星旁边飞行,并利用其引力轻轻地将小行星推向不同的轨道。使用核武器摧毁小行星对好莱坞电影来说可能是有效的,但一些专家担心炸药可能会把小行星炸成碎片,而这些碎片仍然足够大到撞击地球。NASA表示,由于小行星的运动速度太快,人类无法在其撞击地球前几分钟或几小时内将其摧毁。
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03:11
这是人类首次“行星防御”任务。
电影《流浪地球》中,为了让地球摆脱木星引力锁定,吴京扮演的人物驾驶飞船冲向木星并通过自杀式爆炸点燃木星中的氢气,继而利用冲击波改变了地球的航道。
而就在刚刚,电影走入了现实——一台名为“DART”的航天器自杀式撞击了一颗小行星,目的是改变小行星的运行轨道,以验证这类方式保护地球的可能性。
整个撞击过程也被“DART”上搭载的成像航天器LICIACube所记录,随着撞击的发生,这一段以实时传输照片构成的影像也成为“DART”的最后记录:
1100万公里外,人类首次航天器撞击小行星实验
此次任务名为“双小行星重定向测试”(DART),由NASA于去年底启动,是人类首次“行星防御”任务的实地试验。
执行任务的“DART”航天器总重600kg,于2021年11月23日搭乘SpaceX的猎鹰九号发射升空。它的撞击目标是一颗名为Dimorphos、直径约160米的小行星,长度相当于罗马竞技场,以11小时55分钟的运行周期围绕着一颗体积更大、直径780米的小行星Didymos旋转。
根据NASA的计划,DART航天器将以每秒6.1公里的速度撞向“Dimorphos”。当然,鉴于航天器的体积远小于小行星,它此次任务的目的也不是撞毁“Dimorphos”,而是尝试改变其航道。
NASA科学家预计,如果撞击顺利达到预期效果,“Dimorphos”围绕“Didymos”旋转的轨道周期将会缩短几分钟。
据悉,在撞击发生4小时前,航天器将变得完全自主,而地面控制人员将保留手动指挥的能力。而在撞击前一小时,航天器将重新定位到Dimorphus而非Didymos。
因为此次撞击发生在距离地球1100万公里处,因而任务不会对地球造成威胁。至于最终航天器的自杀式任务是否真的将“Dimorphos”撞离原先的轨道,还需要科学家团队在之后通过詹姆斯韦伯望远镜、哈勃、小行星上的Lucy飞船以及地球上的望远镜来观测它的轨迹变化来确认,最终结果的确认短则需要几周,长则几个月。
如果小行星撞击地球……
依据NASA的统计,绕地球飞行的小行星数量达到了2.8万颗之多。一旦小行星撞击地球,所造成的的毁灭有多严重?
关于这个问题,大家第一时间想到的或许就是恐龙物种的毁灭,但更具体点,中国科学院国家空间科学中心研究员李明涛曾介绍称:
10米至20米直径的小行星会在低空大气中发生空爆,产生的冲击波可能造成城镇级危害;140米直径的小行星会使我国一个省或欧洲一个国家面积的区域受创;300米直径的小行星会使澳大利亚面积的区域受到严重损伤;1000米直径的小行星则会造成全球性灾难。
最近的一次小行星撞击事件发生在2013年俄罗斯的车里雅宾斯克,彼时一颗直径约18米的近地小行星进入大气层并在距地面30公里处爆炸并产生大量碎片,形成了所谓“陨石雨”。
在这之前,由于直径不大,该小行星在宇宙中并没有被检测到,直到落入大气层才被美国的卫星发现。最终,该小行星的强烈冲击波导致车里雅宾斯克州城内大量建筑物的玻璃被震碎,造成1491人受伤。
车里雅宾斯克事件|Sergey Zhabin
如果此次任务最终奏效,将证明人类拥有保护自身的技术能力。
当然,我们也需要注意,此次任务能够发挥作用有一个前提——需要尽早发现有威胁的小行星,才便于航天机构执行任务,如同DART任务协调负责人Nancy Chabot所说:“这不是你能拖到最后一刻才做的事,你需要提前多年采取行动。”
比如此次任务,从发射升空到最后撞毁就历时10个月时间。
此外,除了找出小行星,如何挖掘小行星观测到的海量数据,怎样减少观测误差、提升预报精度,如何通过综合手段探测小行星的理化特性进而研判撞击效应……这一系列问题都是现存的技术挑战。
全球“行星防御”进行时……
在国际层面,早在2013年12月,联合国就成立了小行星预警组织,一旦发现小行星有可能与地球发生碰撞时,就会将消息通知成员国(我国已加入)。
如果说这之前国际主要聚焦小行星的发现与监测,那么现在,各国都逐渐聚焦在如何实施主动手段以避免小行星撞击地球。
比如美国,依据《华尔街日报》报道,NASA正在推动“近地天体勘测者”太空望远镜的研制工作,作为“行星防御任务”的另一组成部分,它配置的红外成像设备有助于更快确定小行星的大小和轨迹。NASA希望在2028年能够将该设备送入太空。
与此同时就在今年4月,美国国家科学院、工程院和医学院发布了行星科学“十年规划”,将“行星防御任务”列为美国未来十年的重点项目之一。在NASA的规划中,除了通过航天器自杀式撞击来改变小行星航道,他们还设想了一些其他方案,包括使用离子束轰击小行星,以及研发“引力牵引航天器”来拖拽小行星等等。
美国之外,我国眼下也有着相关部署。今年4月的航天日上,中国国家航天局副局长吴艳华当天透露,中国将着手组建“近地小行星防御系统”,主要对小行星进行监测,判断危害等级,然后采取主动手段破坏小行星的结构,或让小行星的轨道发生偏转。
依据规划,我国将在2025年、2026年实施一次对某一颗有威胁的小行星,既进行抵近观测,又实施就近撞击,就改变它轨道进行技术实验。
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美国宇航局(NASA)正准备以每小时23000公里的速度用飞船粉碎一颗小行星,以防止它与地球相撞。
英国媒体8日报道,NASA正在开发新技术,将一艘半吨重的飞船投掷到一颗名为“Dimorphos”的小行星上。这项耗资2.4亿英镑(约合人民币20亿元)的任务预计将于9月完成。
(这项耗资约合人民币20亿元的任务预计将于9月完成)
这一概念与电影《不要抬头》有相似之处。在这部电影中,科学家试图警告公众,小行星即将抵达地球,有危险,美国政府开始向其发射航天器。
此次新技术,叫做双小行星重定向测试,简称为DART任务。它由约翰·霍普金斯大学应用物理实验室首席科学家安迪·程博士和一名高级研究员共同开发。
(正在开发的新技术,将半吨重的航天器抛入一颗名为Dimorphos的小行星)
程博士告诉英国媒体:“这感觉非常激动人心——我们20年来一直在思考的事情,梦想成真了。”程博士推测DART的撞击可能会改变小行星的形状。在紧急情况下,我们可以搭载一艘正在建造的用于其他目的的航天器,安装一个新的制导系统,并将其发射到小行星上。我们可能需要不止一艘航天器。”
谢天谢地,在已确认的大约27000个“近地天体”中,没有一个被认为对我们的星球有重大风险。然而,如果出现威胁,DART任务的发现可以提供宝贵的信息。主要的探测器于去年11月发射升空。它将测量和监测关于行星撞击的指数,2026年由欧洲航天局发射的另一艘航天器将分析撞击的每个元素。
(大约27000个“近地天体”中没有一个被认为对我们的星球构成重大风险)
NASA表示:“DART是有史以来第一个致力于研究和演示小行星偏转方法的任务,该方法通过动能碰撞,改变小行星在太空中的运动。”NASA警告说,有一颗巨大的太空岩石正在向我们的方向移动,它距离我们的星球350万英里(约563公里)。
小行星467460(2006 JF42)预计下周将接近地球。
上个月科学家发现,来自太阳系边缘、有记录以来最大的彗星(C/2014 UN271)——重达500万亿吨——目前以每小时22000英里(约35405公里)的速度向地球移动。不过,NASA向大家承诺,这颗彗星离太阳最近的时候也有10亿英里(约16亿公里),而且也要到2031年了。
(通讯员昕奕)
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