NASA DART:碰撞轨道小行星任务的下一步是什么?

NASA的DART任务正在进行中,其将旨在回答科学和科幻电影中最大的问题之一:我们能否避免小行星对地球的潜在生命打击?我们猜测,让布鲁斯·威利斯(这里指的是其主演的《世界末日》)失望的是,双小行星重定向试验不会试图完全用核弹摧毁一颗“无赖”的太空岩石。相反,它的雄心壮志更加集中。

NASA的DART任务正在进行中,其将旨在回答科学和科幻电影中最大的问题之一:我们能否避免小行星对地球的潜在生命打击?我们猜测,让布鲁斯·威利斯(这里指的是其主演的《世界末日》)失望的是,双小行星重定向试验不会试图完全用核弹摧毁一颗“无赖”的太空岩石。相反,它的雄心壮志更加集中。

NASA DART:碰撞轨道小行星任务的下一步是什么?

我们可能没有意识到,但我们的母星几乎每天都会跟小行星和彗星接触。小小的太空石块经常撞击地球的大气层,但都会无害地燃烧掉。

更大的岩石有可能产生更重大的影响,但却更少见。在地球上已经发现了100多个据称是撞击坑的环状结构。它们经过几千年的积累,直径可以达到15英里以上。

NASA表示,在这个过程中,它们在周围地区喷发出大量的岩石和更多的东西。如巴伐利亚的Rise Crater约在1500万年前形成,这是一个15英里的洼地,据计算是一颗5000英尺宽的彗星或小行星撞击的地方。超一万亿吨的物质从该事件中散落并散布在整个欧洲。

根据碰撞发生的地点,所涉及的岩石的大小可能会对人类产生严重影响。据科学家称,一颗约一英里宽的小行星可能会颠覆全球气候并可能平均每百万年发生数次。同时,一颗3英里宽的小行星将足以发生灭绝性的事件。

DART是如何帮助避免小行星撞击的?

如果你相信电影,处理即将到来的灭绝规模的小行星的最好方法是飞到那里–最好是跟一队强硬的、不苟言笑的矿工一起(同样也是调侃《世界末日》)–并在地表下放置一枚核弹。然而,NASA的DART任务设想了一种更为细致的方法。与其直接摧毁一颗小行星,它的目的是探索使其远离撞击的可能性。

NASA DART:碰撞轨道小行星任务的下一步是什么?

这一过程被称为“动能撞击”,它摒弃了钝器的创伤,而采用了更有针对性的方法。DART旨在跟一颗小行星相撞–在这种情况下,Dimorphos是一颗半英里宽的小行星,是Didymos双星系统的一部分–并在此过程中改变其轨迹。

DART只有一辆小汽车那么大,但当它撞上Dimorphos时,它会将以每秒4英里或14400mph的速度行驶。我们的目标是在小行星的轨道上产生足够大的变化,进而使地球上的望远镜能够观察到这种变化。一个由意大利航天局开发的立方体卫星即LICIACube也搭上了DART的顺风车,另外还将在撞击前展开以便更近距离地观察到结果。

DART的自杀任务依赖于一些重要的智能技术

当需要精确地撞击某颗小行星时,将航天器指向天空并将其送上碰撞轨道并不实际。虽然DART的撞击可能是动能性的,但其上装有一套由约翰-霍普金斯应用物理实验室(APL)开发的自主导航系统。它借用了用于导弹瞄准的技术并将DART从美国国内团队的远程指导中解放出来。

它被称为小体机动自主实时导航(SMART Nav),依靠的是DART将用于向地球传送小行星照片的同一台相机。该相机–用于光学导航的Didymos侦察和小行星相机(DRACO)–将逐步区分Dimorphos和Didymos并引导航天器进入其最终目标。

这并不是DART所依赖的唯一的高科技首次亮相。两块28英尺长的太阳能电池板实际上是可部署的空间系统推出的太阳能电池阵列(ROSA),这是第一次在深空使用。它们为NASA的进化型氙气推进器–商用(NEXT-C)离子引擎提供动力,NASA对用它来解锁未来的深空任务寄予厚望。

DART的命运仍需数月时间

NASA和SpaceX本周可能已经发射了DART,但这个实验性的航天器还有一段漫长的旅程。再过10个月,Didymos小行星系统就会离地球约680万英里,届时它将足够近,进而使得撞击的后果应该足够清晰。

如果一切按计划进行,DART将在地球绕太阳的轨道之外行驶,一直到9月底。将会有一个约一周的时间来发生碰撞。从现在到那时,DRACO将启动并开始发回图像。

NASA局长比尔·纳尔逊在谈到这项任务时说道:“DART正在将科幻小说变成科学事实并证明了NASA为了所有人的利益而进行的主动性和创新。除了NASA研究我们的宇宙和我们的地球家园的所有方式外,我们还在努力保护这个家园,这次测试将有助于证明一种可行的方法以保护我们的地球免受危险小行星的影响,如果有一天发现有一颗小行星朝向地球的话。”

假设一切按NASA、约翰-霍普金斯大学APL和他们的各个合作伙伴的意图进行,希望使用DART的数据可以塑造一个即将到来的小行星碰撞避免系统。这将跟新的近地天体勘测器任务(NEOSM)协同工作,这是一个红外望远镜,旨在帮助发现可能有危险的小行星和彗星。NEOSM计划在本十年晚些时候发射。

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