NASA 的DART 任務(wù)正在進(jìn)行中,旨在回答科學(xué)和科幻電影中最大的問題之一:我們能否避免小行星對(duì)地球造成潛在的危及生命的撞擊?讓我們猜測(cè)一下,讓布魯斯·威利斯(在本例中由《世界末日》 主演),雙小行星重定向測(cè)試不會(huì)嘗試完全用核武器攻擊一顆流氓太空巖石。相反,它的野心更加集中。
小行星撞擊地球的風(fēng)險(xiǎn)有多大?
我們可能沒有意識(shí)到,我們的家園星球幾乎每天都會(huì)與小行星和彗星接觸。小型太空巖石經(jīng)常撞擊地球大氣層,但會(huì)無害地燃燒。
較大的巖石有可能產(chǎn)生更重大的影響,但比較罕見。地球上已發(fā)現(xiàn)100 多個(gè)據(jù)稱是撞擊坑的環(huán)形結(jié)構(gòu)。經(jīng)過數(shù)千年的積累,它們的直徑可達(dá)15英里以上。
美國宇航局表示,在此過程中,它們?cè)谥車貐^(qū)噴射出大量巖石和更多巖石。例如,巴伐利亞的隆起隕石坑形成于大約1500 萬年前,這是一個(gè)15 英里長(zhǎng)的洼地,據(jù)計(jì)算是彗星或小行星撞擊5000 英尺寬的地方。超過一萬億噸的物質(zhì)從該事件中流失并散布到整個(gè)歐洲。
根據(jù)碰撞發(fā)生的地點(diǎn),所涉及巖石的大小可能會(huì)對(duì)人類造成嚴(yán)重影響??茖W(xué)家表示,一顆大約一英里寬的小行星可能會(huì)顛覆全球氣候,平均每百萬年可能會(huì)發(fā)生幾次。與此同時(shí),一顆3英里寬的小行星就足以引發(fā)滅絕事件。
DART 如何幫助避免小行星撞擊?
如果你相信電影里的情節(jié),對(duì)付即將滅絕的小行星的最佳方法就是飛到那里——最好是和一群堅(jiān)韌、不茍言笑的礦工一起(也被嘲笑為《世界末日》)——并在表面工作,在下面放置一枚核彈。然而,NASA 的DART 任務(wù)設(shè)想了一種更細(xì)致的方法。它的目的不是徹底摧毀小行星,而是探索使其遠(yuǎn)離撞擊的可能性。
這個(gè)過程被稱為動(dòng)力沖擊,放棄了鈍力創(chuàng)傷,轉(zhuǎn)而采用更有針對(duì)性的方法。 DART 的設(shè)計(jì)目的是與小行星(在本例中為Dimorphos,一顆半英里寬的小行星,屬于Didymos 雙星系統(tǒng)的一部分)相撞,并在此過程中改變其軌道。
DART 只有一輛小型汽車大小,但當(dāng)它撞上Dimorphos 時(shí),它會(huì)以每秒4 英里(即14,400 英里/小時(shí))的速度行駛。目標(biāo)是改變小行星的軌道,其變化足以被地球上的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。意大利航天局開發(fā)的一顆名為L(zhǎng)ICIACube 的立方體衛(wèi)星也搭上了DART 的順風(fēng)車,也將在撞擊前部署,以更仔細(xì)地觀察結(jié)果。
DART 的自殺任務(wù)依賴于一些重要的智能技術(shù)
當(dāng)您需要精確撞擊小行星時(shí),將航天器指向天空并將其送入碰撞路線是不切實(shí)際的。雖然DART 的影響可能是動(dòng)態(tài)的,但它配備了約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL) 開發(fā)的自主導(dǎo)航系統(tǒng)。它借用了導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)技術(shù),使DART 擺脫了美國國內(nèi)團(tuán)隊(duì)的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。
它被稱為小體機(jī)動(dòng)自主實(shí)時(shí)導(dǎo)航(SMART Nav),它依賴于DART 將小行星照片發(fā)送到地球的同一臺(tái)相機(jī)。該相機(jī)——Didymos光學(xué)導(dǎo)航偵察和小行星相機(jī)(DRACO)——將逐漸區(qū)分Dimorphos和Didymos,并引導(dǎo)航天器飛向最終目標(biāo)。
這并不是DART 所依賴的唯一高科技首次亮相。兩塊28 英尺長(zhǎng)的太陽能電池板實(shí)際上是可部署空間系統(tǒng)發(fā)射的太陽能電池板(ROSA),這是第一個(gè)在深空使用的太陽能電池板。它們?yōu)镹ASA 的進(jìn)化型氙氣推進(jìn)器、商業(yè)(NEXT-C) 離子發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,NASA 寄予厚望,希望用它來解鎖未來的深空任務(wù)。
DART 的命運(yùn)還有幾個(gè)月的時(shí)間
NASA 和SpaceX 可能已于本周發(fā)射了DART,但實(shí)驗(yàn)航天器還有很長(zhǎng)的路要走。再過10 個(gè)月,Didymos 小行星系統(tǒng)將距離地球約680 萬英里,屆時(shí)它的距離足夠近,撞擊的后果應(yīng)該足夠清晰。
如果一切按計(jì)劃進(jìn)行,DART 將在9 月底之前離開地球繞太陽的軌道。碰撞發(fā)生大約需要一周的時(shí)間。從現(xiàn)在到那時(shí),DRACO 將啟動(dòng)并開始發(fā)回圖像。
NASA 局長(zhǎng)Bill Nelson 談到此次任務(wù)時(shí)表示:DART 正在將科幻小說變成科學(xué)事實(shí),證明了NASA 的主動(dòng)性和創(chuàng)新造福于所有人。除了美國宇航局研究我們的宇宙和我們的家園星球的所有方式外,我們還致力于保護(hù)這個(gè)家園,這次測(cè)試將有助于展示一種可行的方法來保護(hù)我們的星球免受危險(xiǎn)小行星的侵害,如果有一天發(fā)現(xiàn)一顆小行星正在向地球前進(jìn)。
假設(shè)一切都按照NASA、約翰·霍普金斯APL 及其各個(gè)合作伙伴的預(yù)期進(jìn)行,那么希望使用DART 的數(shù)據(jù)可以塑造即將推出的小行星防撞系統(tǒng)。這將與新近地天體勘測(cè)任務(wù)(NEOSM)結(jié)合使用,這是一種紅外望遠(yuǎn)鏡,旨在幫助發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)的小行星和彗星。 NEOSM 計(jì)劃于本十年晚些時(shí)候推出。