人類及地球上的萬千生命物種,絕大部分都生活在地球的表面,能夠大規模地威脅人類及其他生命物種的自然災難,除了地球自身的火山噴發以外,就是小行星撞擊了。因為地球時刻都在太陽系中穿行,運行軌道上經常有近地小天體光顧,這些小天體的運行速度都和地球差不多,每秒鐘高達30公里左右,倘若質量較大的小天體撞擊到地球上,就會出現較大災難,6500萬年前的恐龍據說就是這樣被滅絕的,百餘年前的通古斯大爆炸也是小行星的“傑作”,落點附近有2000平方公里的森林被掃平。
北京時間9月27日7時14分,人類首次行星防禦試驗在距地球千萬公里外實施,一架來自美國宇航局(NASA)的探測器撞擊了一顆名為迪莫弗斯(Dimorphos)的小行星,這次試驗是NASA的“雙小行星重定向測試(DART)”任務的一部分。
地球上有多家天文台依靠大型天文望遠鏡對這次撞擊事件進行了實時觀測,撞擊發生後,被撞的小行星系統亮度瞬間增加了10倍,達到了2.5視星等,並且可以明顯看到撞擊飛濺起的塵埃雲以弧形向外擴散,而撞擊產生的後續作用正在觀測中。
上圖中移動的白點開始很小,後來變亮,就是探測器和小星星撞擊時發生的情況。
上下圖都是撞擊時刻的情景,很明顯光線發生了很大變化。
上圖動畫是撞擊時刻的狀態變化。
迪莫弗斯是一個雙小行星系統中的一顆,直徑約170米,和另一顆直徑約780米的小行星互相繞行,這個雙小行星系統發現於1996年,兩者距離地球最近時也在千萬公里外,是月亮與地球距離的數十倍,並沒有撞擊地球的可能性,其最遠的時候和地球的距離超過3億公里。
這次撞擊試驗的目的主要有兩個,一是檢測航天器動能撞擊對於小行星軌道改變的幅度有多大?能否利用這種手段改變小行星的軌道,從而在將來達到用動能撞擊的方式迫使小行星遠離地球,雖然從理論計算上,航天器對小行星的撞擊可以小幅度改變小行星的運行軌道和狀態,但是大部分小行星結構比較鬆散,上面的物質比較軟,其本身的緩衝作用或能化解航天器的動能,因此需要試驗加以驗證。
迪莫弗斯小行星表面狀況
另外一個目的就是通過輕微改變雙小行星運行系統中的一顆的運行速度、方向,軌道等,來觀察另一顆小行星在運行方面的變化,檢驗太空中天體間的引力狀況及相互作用情況,這也是該次試驗冠名以“雙小行星重定向測試”的原因。
此次美國宇航局選擇的是一顆根本不可能撞擊地球的小行星,或許是為了保險起見吧,其實這次試驗的主要目的是為了驗證通過動能撞擊改變小行星軌道來阻止其撞擊地球的可行性,因此也被認為是人類首次實施的“行星防禦試驗”,從這個角度來看的話,這次試驗的意義是相當重大的,但距離技術成熟還為時尚早,不過目前人類科技已經具備攔截近地小行星的能力,比如這次的試驗如果將探測器改成核彈,攔截能力無疑會大大增加。
很多朋友也知道我國也有個“近地小行星防禦系統”計劃,目的也是防禦大質量近地小行星撞擊地球,在去年10月召開的第一屆全國行星防禦大會上,國家航天局副局長吳艷華稱我們將“爭取在‘十四五’末期或者2025年、2026年實施一次對某一顆有威脅的小行星(的軌道改變技術實驗)。”為未來人類真正應對小行星地外天體對地球家園的威脅做出我們的貢獻。
參考資料:
《極目新聞》9月27日《美宇宙飛船成功撞擊小行星 NASA官員:開啟人類的新時代》