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速度:22530公里/小时 航天器故意撞了一颗小行星 人类首次防御小行星测试 成功实施“动能碰撞”文章来源:科普中国 发布时间:2022-09-28

科幻电影中常有“小行星撞地球”,现实中有了“地球派航天器撞小行星”。

26日,美国宇航局(NASA)的航天器,故意撞击了一颗小行星,以测试“小行星撞地球”防御技术,改变小行星轨道,这叫做动能碰撞。

NASA说,这是世界上第一次为保护地球免受小行星撞击威胁的测试任务。约翰·霍普金斯应用物理实验室空间探索部门负责人博比·布劳恩说:“对人类来说,这是多么了不起的一天。”

这次任务中的主要角色是,DART航天器,DRACO导航相机,LICIACube立方体卫星以及小行星迪莫弗斯(Dimorphos)。

DART:

太空飞奔十个月

一生只为那一撞

以22530公里的时速,瞄准小行星迪莫弗斯,一头撞去,天地瞬间寂灭,我连撞击声也没听到。

如果在地球,如此速度会发出巨响并烧成火球,而在太空,没有空气,没有这样的声势。

我长得有点方,1.2米×1.3米×1.3米,但有两只翅膀,展开8.5米,用了新型太阳能电池阵列技术。

撞击时,我体重570公斤。

迪莫弗斯比我大百倍,直径160米,质量估计480万吨。这一撞,就像小鸡撞石臼。

撞击时刻,也是我的最后时刻:

2022年9月,美国东部时间26日19时14分,北京时间27日7时14分。

我的绰号叫DART,按惯例是用全名Double Asteroid Redirection Test(双小行星重定向测试)的单词首字母组成的。DART的意思是飞镖,或者猛冲。

我是2021年11月23日从美国加利福尼亚州范登堡太空军基地出发的,SpaceX公司的“猎鹰9号”火箭将我送上了天,飞行中用了新技术太阳能离子推进系统。此前人类已测试了7年。如今,高潮时刻到了。

在太空走了整整10个月。我这一生的唯一使命,就是专程奔向距地球1100万公里的迪莫弗斯,撞它一头。

这一撞,是人类古往今来试图撞偏自然天体运行的第一撞。

难以形容的瞬间辉煌。

DRACO:

陪你,DART,陪你同归于尽

同时撞向迪莫弗斯,同时撞了个粉身碎骨。我和DART,10个月不离不弃在太空飞奔,一刹那同归于尽。

我的工作是导航和定位,用自主实时导航算法的新技术,将DART导向小行星,确定撞击的地点以及地质状况,并抓拍撞击前迪莫弗斯表面的高分辨率图像,传回地球。

我的绰号是一个长长名字的缩写:Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation(迪迪莫斯侦察和光学导航小行星相机)。

当DART展翅,我是它的一只圆圆的大眼睛。我是一部窄角相机,孔径208毫米,视野0.29度,目光很专注。DART一门心思去撞,我则不断拍摄,每秒一张,连起来像一段视频。撞击前一小时拍到的小行星还不过是光点,接着就越来越大了。

小行星上的石子滩模样的画面,是我撞击前2秒拍的,距小行星12公里。最后一张是撞击前1秒拍的,只显示了一小溜石子滩。此时在马里兰州约翰·霍普金斯应用物理实验室的任务控制中心,信号丢失,屏幕呈红色,兴奋的人们鼓掌狂叫蹦跳。

LICIACube:

你们去撞,我先跳车了

DART撞击时体重570公斤,但去年发射时体重610公斤。因为撞击前15天,11日,我跳车了。

我是意大利航天局送来的,名叫Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids(轻型意大利小行星成像立方体卫星,绰号LICIACube)。

我视力很好,可以拍黑白照,也可以拍彩照,因为我有两只眼睛,是两部相机。一部叫做LEIA,是窄视场全色相机,一部叫LUKE,是宽视场RGB相机。

LEIA和LUKE是电影《星球大战》中主角的名字,又是我的名字缩写。

在撞击前跳车,当然是预先设计好的。我需要在安全距离观察撞击效果:撞击3分钟后,我从40公里到80公里处掠过迪莫弗斯,拍摄撞出的喷射羽流,拍摄小行星撞瘪的坑。

韦伯太空望远镜、哈勃太空望远镜和NASA的露西探测器,也远远地围观。

我虽然没撞碎,但也是即抛型的命运,以后将在太空无所事事地闲逛,人类会叫我“太空垃圾”。欧洲空间局会派太空船赫拉过来,取代我。

Dimorphos:

本以为就这样天荒地老

谁料被撞了一下腰

我才是本片的主角。

我叫迪莫弗斯(Dimorphos),以前我一直是配角,绕着迪迪莫斯转,我俩绕着太阳转。迪迪莫斯直径780米,而我只有160米。据说,我俩名字的意思都是双胞胎。

自古以来,我们就这样安静地转啊转,以为一直会以这样的姿势,沉默地转到天荒地老。

但在1996年4月11日,约瑟夫·蒙塔尼发现了我们。他是美国基特峰国家天文台的太空观察研究员。

我从配角升到主角,是因为人类决定撞我。

人类有个执念,总认为小行星会撞地球。研究说,恐龙大灭绝,就是小行星撞地球的可怕后果。人类设想种种手段对付,改变飞向地球的小行星方向,或者摧毁小行星。

我行走的轨道,可能偶尔接近地球轨道,但太空无穷大,我对地球的威胁概率无穷小。也许正是没有威胁,人类才选择了我。当然,也因为我身体比迪迪莫斯小,可能撞得动。

要撞出我原来的轨道,缩短1%。这样我只能在新的轨道上绕迪迪莫斯转了,以前每绕一周11小时55分钟,以后可能会缩短10分钟。那么,以后要绕更多圈了,头晕。

据说,人类会用地面望远镜观察迪迪莫斯的明暗周期验证效果,我经过,它会暗。这也是人类选择撞双胞胎小行星的原因,NASA科学家斯塔特勒说我是“完美的自然实验室”。

直径大于140米,轨道距地球轨道750万公里以内,这样的小行星,地球人视为潜在威胁。NASA认为,未来100年内有实质威胁的小行星还没有。将来万一有小行星撞向地球,人类用撞我的这一招,不知是否对付得了。

记者 钟松君 综合报道