史上首次,人类探测器撞击改变小行星轨道,科学家:蚊子撞足球

2022年09月27日21:03:11 科学 1149

小行星撞击地球,是人类在地球上生存和发展的最大威胁之一。

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在地球历史上,发生过多次因小行星撞击引起的物种灭绝事件,一颗直径十公里的小行星,就可以对地球造成超级火山爆发,特大海啸等一系列毁灭性的灾难事件,而在太阳系中,大大小小的小行星不计其数,仅在火星木星轨道之间,就存在着近十万颗的小行星带

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1994年,一颗名为苏梅克-列维九号的彗星撞上了木星,它的直径仅有1.5千米,但撞击释放的能量达到了40万亿吨TNT当量相当于30亿颗广岛原子弹的威力,如果撞上地球,即便人类没有被完全灭绝,也会一下子被打回石器时代,上万年的文明发展毁于一旦,因此应对和防范小行星带来的威胁,是全人类不可懈怠的大事。

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人类能应付小行星吗?

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美国国家航空航天局的DART航天器之前以高超音速撞上了一颗遥远的小行星Dimorphos,它的目标是改变小行星的运行轨道,以验证用这种方式保护地球免受小行星攻击的可能性,这也是人类首次尝试改变宇宙中天体的运动。

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早在2012年NASA就开始筹划DART任务,欧洲航天局也参与了该项目,撞击目标是一个直径160米的小行星,它属于一个双小行星系统,围绕着更大的行星“迪迪莫斯”(Didymos)旋转。

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它们并不会撞向地球,根据轨道计算,这个双星系统会在距离地球1100万公里处掠过,也正因为它们距离地球较远,哪怕实验失败也不会对地球造成威胁,所以才被选为靶标。

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2021年12月,DART搭乘着SpaceX的火箭飞向太空,在NASA的飞行指挥下它完成了大部分航程,并在7月份用自带的侦察和光学导航小行星相机拍摄了目标系统的243张图像,地面研究人员通过这些图像完成了对目标行星的精准定位,随后的一个月团队又进行了三次轨迹矫正模拟,进一步降低了航天器撞击轨道的误差幅度。

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在DART太空旅程的最后几个小时,地面人员把控制权移交到了航天器上的自主机载导航系统,期间DART上的天龙相机以每秒1帧的速度实时记录并传回地球,由约翰斯.霍普金斯大学应用物理实验室任务操作中心实时监控,并在华盛顿特区外的NASA航天局进行直播。

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除此之外,DART还携带了LICIACube卫星,它已经在撞击的11天前脱离母体,将在距离撞击点1000千米远的地方观察撞击过程,并对撞击坑近距离研究。

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由于撞击目标Dimorphos非常小,直径只有170米,所以在撞击一小时前才在远处看到了它,并且在传感器上还只有一个像素点的大小,随着DART的逐渐靠近,Dimorphos开始越来越大,直到铺满NASA的直播屏幕,然后信号中断,这代表DART成功撞向Dimorphos。

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如果DART的撞击达到预期效果,Dimorphos围绕Didymos的公转轨道将会偏移1%,科学家事先并不知道Dimorphos的质地,要知道撞击结果究竟如何,还要等待LICIACube传回的数据,它将对整个小行星进行拍摄,整个过程大概需要几周到几个月的时间。

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这并不是NASA首次的太空撞击实验,早在2005年,NASA就使用深度撞击号小型飞船装上了斯坦普一号彗星,不过这次撞击并不是为了改变它的轨道,只是为了搞清楚彗星的组成结构,所以和本次任务的意义还是完全不同的。

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等到数据传回后,科学家就可以计算出把小行星撞离轨道所需的具体参数,从而在未来发生小行星威胁时,能够采用撞击的方式挽救人类。

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撞击只是铲除威胁的最后一步,在这之前必须做到对小行星威胁的早期预警,即在撞击地球前的数月甚至数年就发现危险,有能力及时准备和应对,如果在小行星已经非常接近地球时才发现,凭借人类现在的科技水平恐怕难逃一劫。

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除此之外,这种应对方式只能针对质量和体积较小的行星,假如行星的大小达到了数公里以上,这种方法就毫无作用了,只能坐以待毙,为了避免这种情况的发生,还有大量的科学家正在想方设法为星际移民创造条件。

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虽然时至人类还没有在外太空发现生命的痕迹,但这并不意味着宇宙中没有适合人类生存的星球,事实上根据科学家对宇宙的探索,已经发现了54颗系外适合人类居住的星球,它们质量和比地球略大,有着和地球相似的生态环境,甚至个别可能比地球还要完美。

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我们要面临的唯一问题就是如何到达那里

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那些宜居星球近的有几十光年,远的达到了几百甚至上千光年,以人类现在的科技水平来说,在宇宙飞船上可能人类灭绝了都还没达到目标星球,居安思危才能持续发展,当下还有很长的路需要走。

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