现实版「流浪地球」!NASA航天器「自杀式」撞击直径160米小行星,试图改变后者航道

韩璐 2年前 (2022-09-27)

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”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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