DART航天器顺利完成撞击一颗小行星的任务 人类首次展开行星防御测试

北京时间2022年9月27日早晨7:14，美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的任务控制中心宣布，由NASA发射的DART航天器撞击距地1100万千米的一颗小行星的任务已顺利完成。

此次尝试，正是为了防止其他近地小行星撞击地球而作准备。这也是人类首次展开行星防御测试。

被撞小行星并没有威胁地球安全

近十几年来，人类展开的小行星监测计划，就是为了防止像6500万年前那次“希克苏鲁伯小行星撞击”事件的悲剧发生。据统计，目前已发现超过2500万个大小足以威胁到地球的天体，从1980年至今的统计数据来看，近地小行星的发现速度还在呈指数型增长。它们移动的速度非常之快，大多数都达到约72000公里/小时。

科学家们的确监测到不少小行星一度威胁到地球，不过最终都与地球擦肩而过。但谁也说不准，下一颗近地小行星是否就会突然撞向地球。不少电影都在假想这一事件的发生，比如最近大热的《独行月球》中，就描述了一颗小行星撞击地球后差点导致地球人类毁灭的情形。

正是这种忧虑，促使NASA实施了这次小行星防御计划。

不过此次选定的小行星从原来观测到的运行轨道来看，并没有威胁到地球。它是一个名为Didymos的双行星系统中的一颗小行星，名字叫Dimorphos，直径约163米。同系统中的另一颗小行星更大，直径约780米。目前人们称它们为“孪小星”和“孪大星”。在DART撞击时，Didymos系统距地球大约1100万公里。

选择它们的原因之一，是这颗孪小星的体积和众多近地天体类似。而从目前已被发现的近地天体来看，像孪大星这样直径大于0.5千米的有120万个左右;而像孪小星这样直径大于0.1千米的，已观测到2500万个以上。

此外，这个双行星系统距离地球的位置也可谓是不远不近。它们位于相当于约28.6个地月距离的地方，就算被撞击后轨道改变，对地球一时也并不会构成实际威胁。但这个距离又是地球到火星最近距离的五分之一，人类目前的技术可以不用太费力气就能到达。而且这个位置还方便地球上的哈勃太空望远镜、韦伯太空望远镜、NASA的小行星探测器“露西”以及地面上的大多数天文望远镜进行拍摄、观测。

DART航天器注定要“牺牲”

而DART这个撞击小行星的航天器，体积(长宽高)仅为1.8米×1.9米×2.6米，耗资约3.25亿美元(约合人民币23.24亿元)。为了自主飞行，DART搭载了两块大型太阳能电池板，当其完全展开时“臂展”可达19米左右。它是在去年的11月24日凌晨1点21分(美东时间)，搭载SpaceX的“猎鹰9号”火箭在加州范登堡空军基地发射升空的。

由于DART在这次撞击后注定要“牺牲”，所以它还携带了一个“小助手”以便记录下它撞击的瞬间和之后的照片。这个“小助手”就是立方星LICIACube。它外观看起来就是一个小盒子。它可以脱离DART，用自己的推进系统调整轨道飞行。

在这次撞击前，DART已在太空旅行了10个月。它携带的唯一仪器是光学导航相机DRACO，不断靠近小行星的同时，它也在不断捕获两个小行星的图像，同时还将支持航天器的自主导航系统SMARTNav，引导DART去进行撞击。而立方星LICIACube于9月11日便和DART分离，最后又再次靠近撞击现场，进行现场记录。目前，所有数据还在接收中，因为LICIACube没有携带大型天线，它拍摄的图像将在接下来的几周内一张一张地传回地球。

LICIACube的图像将与DRACO返回的图像一起，为我们提供碰撞影响的直观视图，帮助研究人员更好地描述动能撞击在偏转小行星时的有效性。

当然，DART的撞击目的，只是要改变这颗小行星的运行轨迹。当它以6.6公里/秒的速度撞向孪小星，孪小星的轨道速度预计将改变0.1%。目前撞击已顺利完成，至于孪小星的轨道速度是否已改变，还有待下一步通过天文望远镜得到的观察数据来证明。

航天器撞击天体这事，并不是首次

虽然行星防御计划是第一次展开，但像DART这样主动去撞外太空星体的人类航天器，DART并不是第一个。在此之前，“深度撞击号”(DeepImpact)和“隼鸟2号”(Hayabusa2)都曾撞击过外太空的星体。但它们的目的和DART却有不同。

比如“深度撞击号”是美国国家航空航天局的彗星探测器，它设计的目的就是用于研究坦普尔1号彗星核心的成分。该探测器于2005年1月12日成功发射，同年7月3日释放了一颗372公斤级的铜弹，撞击“坦普尔1号”彗星的核。地球上的观测人员在撞击完成的8分钟后接收到撞击事件的信息。那是人类的第一个主动激起彗星表面物质的探测任务，耗资约3.3亿美元。

而“隼鸟2号”则是日本宇宙航空研究开发机构发射的小行星探测器。它于北京时间2014年12月3日12时22分由“H-2A运载火箭”搭载，从种子岛宇宙中心发射升空。于2018年年中与小行星1999JU3(龙宫)相遇并对其进行探测。2019年4月，“隼鸟2号”向“龙宫”表面发射了一枚金属弹，造成了一个大约10米宽的撞击坑，探测器随后收集了被金属弹激起的物质，并携带样本物质于2020年年末返回地球。2022年6月6日，据日本媒体报道，“隼鸟2号”从小行星“龙宫”带回地球的沙子样本中，发现了“生命之源”——氨基酸。这是首次在地球以外确认氨基酸的存在，对理解这些至关重要的有机分子如何到达地球具有重要意义。今年9月23日，日本宇宙航空研究开发机构又宣布，“隼鸟2号”带回地球的小行星“龙宫”岩石样本中还含有液态水。

而此次任务中的DART航天器则是完成了全球首次行星防御技术的自主撞击演示。它将会为科学家们提供制定行星防御计划的关键数据。此次项目的完成不仅对NASA来说是一个振奋的时刻，对航天史和人类历史亦是如此。这次演习对地球的未来极其重要。研究人员认为：“行星防御是一项需全球共同努力的项目，它影响着地球上的每一个人。”

大约四年后，欧洲航天局(ESA)的“赫拉”任务还将对这两颗小行星进行详细的调查，特别是DART撞击后留下的陨石坑情况，此外，他们还要对Dimorphos的质量进行精确测定。(克莉斯汀)

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