行星防御測(cè)試

楊瑛

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022年10月11日，雙小行星重定向測(cè)試（DART）航天器在撞擊11秒前看到的小行星小衛(wèi)星“雙形態(tài)”。DART的機(jī)載DRACO成像儀從42英里（68公里）的距離拍攝了這張照片。

美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）當(dāng)?shù)貢r(shí)間11日宣布，在9月進(jìn)行的測(cè)試中，“雙小行星重定向測(cè)試（DART）”航天器成功碰撞目標(biāo)小行星，并改變其原有運(yùn)行軌道。據(jù)悉，這是人類有史以來(lái)第一次有意識(shí)地改變天體運(yùn)動(dòng)軌跡，也被認(rèn)為是保衛(wèi)地球免受行星撞擊的分水嶺時(shí)刻。

首次成功改變天體運(yùn)動(dòng)

據(jù)報(bào)道，DART航天器于2021年11月24日從美國(guó)加利福尼亞州發(fā)射升空，飛向小行星“迪莫弗斯（Dimorphos）”和“迪迪莫斯（Didymos）”。該任務(wù)旨在測(cè)試是否可以通過(guò)人為干預(yù)，避免未來(lái)小行星對(duì)地球的沖撞，也是世界上首次行星防御測(cè)試。

據(jù)NASA介紹，“迪莫弗斯”直徑約為160米，距離地球約1100萬(wàn)公里。“迪迪莫斯”則是一顆直徑達(dá)780米的小行星。“迪莫弗斯”圍繞著“迪迪莫斯”轉(zhuǎn)動(dòng)，可簡(jiǎn)單理解為月亮與地球的關(guān)系。這兩顆小行星都不會(huì)對(duì)地球構(gòu)成威脅。

觀測(cè)結(jié)果顯示，9月26日，總重600公斤的DART航天器以22500公里/小時(shí)的速度成功撞擊小行星“迪莫弗斯”，并最終使其軌道周期縮短了32分鐘。望遠(yuǎn)鏡記錄的圖像顯示，撞擊后小行星上出現(xiàn)了壯觀的碎片爆發(fā)。

根據(jù)NASA的衡量標(biāo)準(zhǔn)，DART任務(wù)取得成功的最低要求是使目標(biāo)小行星的軌道周期改變73秒，這意味著該任務(wù)的實(shí)際成果達(dá)到了最低基準(zhǔn)的25倍以上。

NASA行星科學(xué)部主任洛里·格萊茲（Lori Glaze）表示，當(dāng)前的觀測(cè)結(jié)果是了解DART航天器撞擊影響的重要一步。“我們正在開(kāi)啟人類的一個(gè)新時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代里，我們可能有能力保護(hù)自己免受危險(xiǎn)的小行星撞擊傷害。”

NASA局長(zhǎng)比爾·納爾遜（Bill Nelson）則稱這是“行星防御任務(wù)的分水嶺時(shí)刻”，“我們所有人都有責(zé)任保護(hù)我們的星球，畢竟這是我們唯一的家園……這項(xiàng)任務(wù)表明，NASA正在努力為宇宙拋給我們的任何事情做準(zhǔn)備”。

并非杞人憂天

或許有人會(huì)想，小行星撞擊地球的概率有多大，人類為何要主動(dòng)改變宇宙中其他天體的運(yùn)動(dòng)軌跡，是不是杞人憂天？

其實(shí)不然，小行星、彗星、太空巖石等天體撞擊事件并不罕見(jiàn)。也有人戲稱，在人類歷史長(zhǎng)河中，其實(shí)有很多“擦肩而過(guò)的危險(xiǎn)”。

不過(guò)，多數(shù)撞擊不會(huì)帶來(lái)什么危害，這主要是因?yàn)檫@些天體的體積不夠大。由于太空中直徑越大的小行星數(shù)量越少，它們撞擊地球的概率也就越低，因此多數(shù)撞擊都沒(méi)有造成太大影響。

據(jù)悉，通常落到地球上的都是一些極其微小的太空巖石顆粒，只有沙粒或豌豆大小，也就是我們見(jiàn)到的流星。更大的流星體和籃球差不多大，有時(shí)可以在穿越大氣層的過(guò)程中殘存下來(lái)，變成隕石。

根據(jù)NASA數(shù)據(jù)，每年大約會(huì)有一顆汽車大小的小行星撞擊大氣層一次。這些幾米長(zhǎng)的太空巖石多數(shù)會(huì)在到達(dá)地表之前就燃燒殆盡，不會(huì)造成太大災(zāi)害。在人類歷史記錄中，地外天體來(lái)襲并非個(gè)案。2013年，在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克市，一顆直徑約20米的小行星在距離地面30公里的上空發(fā)生爆炸碎裂。當(dāng)時(shí)，許多住宅的窗戶被爆炸的沖擊波震碎，部分建筑受損，還有千余人受到間接傷害。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，發(fā)生如此規(guī)模的小行星撞擊事件概率很低，一個(gè)世紀(jì)中不會(huì)超過(guò)兩次。

另?yè)?jù)記載，1908年，在俄羅斯通古斯河附近上空發(fā)生了一起隕石大爆炸，沖擊波將方圓650公里內(nèi)的窗戶玻璃震碎，超過(guò)2000平方公里的樹(shù)木焚毀。科學(xué)界普遍認(rèn)為，通古斯河大爆炸的“肇事者”是一顆直徑65米左右的石質(zhì)小行星。

科學(xué)家指出，如果是更大型的天體撞擊地球，后果可能無(wú)法估量。

研究認(rèn)為，一顆直徑1公里的小行星可以對(duì)一個(gè)法國(guó)大小的地區(qū)造成巨大破壞，并引發(fā)地震、火災(zāi)、有毒氣體等。如果小行星直徑達(dá)到5公里，撞擊產(chǎn)生的沖擊波強(qiáng)度足以震碎整個(gè)歐洲的窗戶。如果小行星直徑達(dá)到10公里，則將導(dǎo)致大規(guī)模滅絕。

任務(wù)仍在繼續(xù)

DART任務(wù)協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人、美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室專家南希·查博特（Nancy Chabot）表示，DART任務(wù)提供了大量關(guān)于小行星性質(zhì)和動(dòng)能撞擊有效性的數(shù)據(jù)，“任務(wù)團(tuán)隊(duì)正在繼續(xù)研究這一豐富的數(shù)據(jù)集，以充分理解首次小行星偏轉(zhuǎn)測(cè)試的過(guò)程”。

NASA表示，調(diào)查小組會(huì)繼續(xù)利用各地的觀測(cè)設(shè)施，通過(guò)頻繁的觀察提高軌道周期的測(cè)量精度。NASA天文學(xué)家將研究DART航天器和意大利LICIACube立方星拍攝的“迪莫弗斯”小行星圖像，從而更精確地估測(cè)小行星的質(zhì)量和形狀。此外，歐洲航天局還計(jì)劃在2024年啟動(dòng)一項(xiàng)名為“赫拉（Hera）”的探測(cè)任務(wù)，向“迪莫弗斯”和“迪迪莫斯”小行星系統(tǒng)發(fā)射新的探測(cè)器。該探測(cè)器預(yù)計(jì)會(huì)在2026年抵達(dá)目標(biāo)，進(jìn)一步觀察“迪莫弗斯”上的DART航天器撞擊坑，并嘗試精確測(cè)量該小行星的質(zhì)量。

天文學(xué)家指出，該項(xiàng)目對(duì)近地小行星防御具有很大意義。天文學(xué)界一般將距離地球2億公里的小行星視為近地小行星，認(rèn)為它們與地球存在碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

◎ 來(lái)源| 浙江日?qǐng)?bào)