美國宇航局即將將一艘宇宙飛船撞向小行星

2022年09月26日15:01:04 科學 1181

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Dimorphos是一塊遠離地球的太空岩石,我們甚至不知道它是什麼樣子的 - 周一,我們將用宇宙飛船砸碎它。雙小行星重定向測試(DART)在撞擊小行星時將以每小時14,000英里的速度行駛,這必須是有史以來最金屬的科學實驗之一。

DART是美國宇航局的一項努力,看看它是否能改變小行星在太空中的運動。它被宣傳為世界上第一個「行星防禦測試任務」 - 一次測試運行,看看我們是否有能力在未來某個時候避免對地球的嚴重小行星撞擊。你知道,以防萬一。

非常清楚的是,迪莫波斯或其更大的同伴迪迪莫斯都沒有對地球構成任何威脅。事實上,我們還沒有發現任何對我們的星球構成直接威脅的小行星。這兩個只是良好的目標練習。迪非摩斯和迪迪莫斯是一個雙星小行星系統,迪奧莫斯是迪迪莫斯的「衛星」。當小衛星繞著較大的小行星運行時,它會在較大的小行星和地球之間經過。這意味著現實世界內外的望遠鏡都可以監測該系統,並相對快速地看到墜毀對Dimorphos的速度和軌跡的影響。

撞擊後不久,地球上各大洲的望遠鏡將專註於該系統,以查看後果。在世界之外,詹姆斯韋伯太空望遠鏡,哈勃望遠鏡,甚至小行星束縛的露西飛船也將訓練他們的目光在小行星系統上,等待著當一塊岩石遇到一艘堅硬的宇宙飛船時會發生什麼。

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玩行星防禦

研究人員說,這次撞擊預計將使Dimorphos的速度改變一小部分,將完成其軌道所需的時間改變幾分鐘。這似乎並不多,但對於行星防禦科學家來說,這些時間是巨大的。「這個演示對我們在地球上的未來非常重要,「美國宇航局行星防禦官員林德利約翰遜在任務前的新聞發布會上說。

這個演示對我們在地球上的未來極其重要

約翰遜說,歷史上的這一時刻是獨一無二的。這是人類第一次既了解小行星構成的威脅,又真正擁有對此採取行動的技術。如果我們確實發現一塊巨大的岩石沖向地球,那麼制定一兩個如何阻止所述岩石的計劃是一件好事 - 在我們的腰帶下進行一些練習可能會更好。

「DART正在展示我們所謂的動能撞擊技術,用於改變太空中小行星的速度,從而改變其軌道,」約翰遜說。

行星防禦工具箱中還有其他選擇,包括「重力拖拉機」,這是一種可以在小行星旁邊飛行的航天器,輕輕地將其拉到更安全的路徑上。還有可能長時間向小行星發射離子束,將其推到不同的軌道。DART首先嘗試一種更直接的方法;全速前進。

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為衝擊做好準備

在最後的進場過程中,DART將自動駕駛。控制室將有大約44人觀看遙測和數據,但從撞擊前大約四個小時開始,「航天器必須做所有事情,」約翰霍普金斯應用物理實驗室的DART任務系統工程師Elena Adams在新聞發布會上說。它船上有一個智能導航系統,可以引導它進入迪迪莫斯/迪莫波斯系統。今年夏天早些時候,它發現了迪迪莫斯,但直到撞擊前大約一個小時,它才能看到實際目標迪莫波斯。

當它發現Dimorphos時,這顆163米寬(530英尺)的小行星將僅顯示為一個像素。這將足以讓導航系統開始跟蹤岩石本身,而不是它的同伴小行星。亞當斯說,在撞擊前兩分半鐘,將航天器帶到那個點的導航系統將關閉。「我們只是要對準相機,拍攝我們將第一次看到的這顆小行星的最驚人的照片。

科學家並不是每天都有一艘價值2.5億美元的宇宙飛船墜毀,正如亞當斯去年11月在DART發射之前告訴The Verge的那樣。因為這是千載難逢的體驗,所以團隊將詳細記錄碰撞。

科學家並非每天都有價值2.5億美元的宇宙飛船墜毀

除了太空和地球上將要觀看的天文台外,DART自己的相機還將發送回圖像,直到最後一刻,將它們傳回地球,以便人們可以觀看任務的戲劇性結局。

此外,一艘小型伴星航天器將記錄太空中的行動。義大利LICIACube(用於成像小行星的義大利輕型立方體衛星)於9月11日與DART一起發射並與較大的航天器分離。它正在跟隨它的同伴,並將記錄實驗的後果,在撞擊後大約三分鐘由Dimorphos飛行。它還將有機會看到Dimorphos的另一面,而較大的航天器將永遠無法看到。

接下來會發生什麼?

「這項任務分為兩部分。第一部分是撞擊小行星,下一部分實際上是測量之後發生的事情,「亞當斯說。該團隊預計這顆小行星在碰撞後會跑得更快,並將隨著時間的推移對其進行跟蹤。

「這就像你摔了手錶並損壞了它一樣。它不一定保持相同的時間,「DART的項目科學家湯姆斯塔特勒說。「你可能不會馬上注意到它,但在接下來的幾周里,幾天又幾周,你會注意到你的手錶運行得很快 - 我們會注意到雙星小行星系統運行得很快。斯塔特勒說。

這就像你摔了手錶並損壞了它一樣

雖然Statler和其他研究人員對墜機後可能發生的事情有很好的了解,但這項測試的一個重要原因是,我們不知道當我們撞上一顆小行星時會發生什麼。有關小行星如何對撞擊做出反應的信息可以幫助校準未來的測試,並最終告知我們如何接近威脅性小行星。

「作為一名科學家,我完全希望對實驗結果感到驚訝,」斯塔特勒說。「雖然作為行星衛士,我不想太驚訝。

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