史上首次,人類探測器撞擊改變小行星軌道,科學家:蚊子撞足球

2022年09月27日21:03:11 科學 1149

小行星撞擊地球,是人類在地球上生存和發展的最大威脅之一。

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在地球歷史上,發生過多次因小行星撞擊引起的物種滅絕事件,一顆直徑十公里的小行星,就可以對地球造成超級火山爆發,特大海嘯等一系列毀滅性的災難事件,而在太陽系中,大大小小的小行星不計其數,僅在火星木星軌道之間,就存在着近十萬顆的小行星帶

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1994年,一顆名為蘇梅克-列維九號的彗星撞上了木星,它的直徑僅有1.5千米,但撞擊釋放的能量達到了40萬億噸TNT當量相當於30億顆廣島原子彈的威力,如果撞上地球,即便人類沒有被完全滅絕,也會一下子被打回石器時代,上萬年的文明發展毀於一旦,因此應對和防範小行星帶來的威脅,是全人類不可懈怠的大事。

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人類能應付小行星嗎?

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美國國家航空航天局的DART航天器之前以高超音速撞上了一顆遙遠的小行星Dimorphos,它的目標是改變小行星的運行軌道,以驗證用這種方式保護地球免受小行星攻擊的可能性,這也是人類首次嘗試改變宇宙中天體的運動。

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早在2012年NASA就開始籌劃DART任務,歐洲航天局也參與了該項目,撞擊目標是一個直徑160米的小行星,它屬於一個雙小行星系統,圍繞着更大的行星「迪迪莫斯」(Didymos)旋轉。

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它們並不會撞向地球,根據軌道計算,這個雙星系統會在距離地球1100萬公里處掠過,也正因為它們距離地球較遠,哪怕實驗失敗也不會對地球造成威脅,所以才被選為靶標。

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2021年12月,DART搭乘着SpaceX的火箭飛向太空,在NASA的飛行指揮下它完成了大部分航程,並在7月份用自帶的偵察和光學導航小行星相機拍攝了目標系統的243張圖像,地面研究人員通過這些圖像完成了對目標行星的精準定位,隨後的一個月團隊又進行了三次軌跡矯正模擬,進一步降低了航天器撞擊軌道的誤差幅度。

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在DART太空旅程的最後幾個小時,地面人員把控制權移交到了航天器上的自主機載導航系統,期間DART上的天龍相機以每秒1幀的速度實時記錄並傳回地球,由約翰斯.霍普金斯大學應用物理實驗室任務操作中心實時監控,並在華盛頓特區外的NASA航天局進行直播。

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除此之外,DART還攜帶了LICIACube衛星,它已經在撞擊的11天前脫離母體,將在距離撞擊點1000千米遠的地方觀察撞擊過程,並對撞擊坑近距離研究。

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由於撞擊目標Dimorphos非常小,直徑只有170米,所以在撞擊一小時前才在遠處看到了它,並且在傳感器上還只有一個像素點的大小,隨着DART的逐漸靠近,Dimorphos開始越來越大,直到鋪滿NASA的直播屏幕,然後信號中斷,這代表DART成功撞向Dimorphos。

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如果DART的撞擊達到預期效果,Dimorphos圍繞Didymos的公轉軌道將會偏移1%,科學家事先並不知道Dimorphos的質地,要知道撞擊結果究竟如何,還要等待LICIACube傳回的數據,它將對整個小行星進行拍攝,整個過程大概需要幾周到幾個月的時間。

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這並不是NASA首次的太空撞擊實驗,早在2005年,NASA就使用深度撞擊號小型飛船裝上了斯坦普一號彗星,不過這次撞擊並不是為了改變它的軌道,只是為了搞清楚彗星的組成結構,所以和本次任務的意義還是完全不同的。

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等到數據傳回後,科學家就可以計算出把小行星撞離軌道所需的具體參數,從而在未來發生小行星威脅時,能夠採用撞擊的方式挽救人類。

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撞擊只是剷除威脅的最後一步,在這之前必須做到對小行星威脅的早期預警,即在撞擊地球前的數月甚至數年就發現危險,有能力及時準備和應對,如果在小行星已經非常接近地球時才發現,憑藉人類現在的科技水平恐怕難逃一劫。

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除此之外,這種應對方式只能針對質量和體積較小的行星,假如行星的大小達到了數公里以上,這種方法就毫無作用了,只能坐以待斃,為了避免這種情況的發生,還有大量的科學家正在想方設法為星際移民創造條件。

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雖然時至人類還沒有在外太空發現生命的痕迹,但這並不意味着宇宙中沒有適合人類生存的星球,事實上根據科學家對宇宙的探索,已經發現了54顆系外適合人類居住的星球,它們質量和比地球略大,有着和地球相似的生態環境,甚至個別可能比地球還要完美。

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我們要面臨的唯一問題就是如何到達那裡

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那些宜居星球近的有幾十光年,遠的達到了幾百甚至上千光年,以人類現在的科技水平來說,在宇宙飛船上可能人類滅絕了都還沒達到目標星球,居安思危才能持續發展,當下還有很長的路需要走。

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