11 月 22 日消息，據(jù)外媒報(bào)道，如果計(jì)劃進(jìn)展順利，美國宇航局(NASA)計(jì)劃于當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二發(fā)射探測器 DART，并在明年秋季與小行星 Didymos 相撞。此次撞擊有望輕微改變小行星的軌道，這也意味著人類將首次嘗試改變天體軌道，從而躲過恐龍滅絕的命運(yùn)。

　　這樣的計(jì)劃被稱為“行星防御”，其目標(biāo)是識(shí)別軌道上任何對地球造成嚴(yán)重破壞的小行星。如果出現(xiàn)這樣的威脅，我們將可以采取行動(dòng)使小行星的軌道發(fā)生偏轉(zhuǎn)。行星防御專家認(rèn)為，這樣的撞擊是我們唯一可以預(yù)防的自然災(zāi)難。行星防御計(jì)劃有望在明年邁出一大步，進(jìn)行首次撞擊實(shí)驗(yàn)，以確定這種偏轉(zhuǎn)在現(xiàn)實(shí)中是否有用，這要?dú)w功于 NASA 將于本周二發(fā)射的“雙小行星重定向測試”(DART)任務(wù)。

　　2022 年 9 月底或 10 月初，重達(dá) 550 公斤的 DART 探測器將撞上名為 Dimorphos 的小行星。科學(xué)家們將密切關(guān)注，并測量撞擊使小行星圍繞其較大同伴 Didymos 的軌道加速了多少，獲得有關(guān)偏轉(zhuǎn)危險(xiǎn)小行星軌道的第一手真實(shí)數(shù)據(jù)。Dimorphos 約有足球場那么大。

　　DART 探測器最早將于美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二晚上 10 點(diǎn) 20 分在加州范登堡太空部隊(duì)基地搭載獵鷹 9 號(hào)火箭發(fā)射。它將圍繞太陽運(yùn)行，并將在明年秋天與小行星相撞，屆時(shí)它們將離地球相對較近。在最后的幾個(gè)小時(shí)里，探測器將會(huì)接管航行并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

　　在最后一個(gè)小時(shí)，DART 探測器將發(fā)現(xiàn) Dimorphos，并試圖以時(shí)速 2.4 萬公里的速度與它正面相撞。僅僅是與這樣體型較小的天體建立聯(lián)系就已經(jīng)是科學(xué)上的勝利。NASA 的模型表明，猛烈撞擊應(yīng)該足以縮短小衛(wèi)星的軌道時(shí)間約1%，以便讓地球上的望遠(yuǎn)鏡探測到變化。

　　那為什么要撞它而不是把它炸飛?這是因?yàn)?，炸毀可能含有金屬或巨大石塊的太空巖石(比如小行星)將引發(fā)不可預(yù)測的后果。而偏轉(zhuǎn)軌道的方法更為溫和，可以確保小行星在未來許多年里在距離地球很遠(yuǎn)的范圍內(nèi)無害運(yùn)行。

　　對地球幾乎沒有威脅

　　NASA 近地天體研究中心主任保羅·喬達(dá)斯(Paul Chodas)表示，在未來 50 年里，還沒有任何已知大到足以對地球造成損害的小行星有重大幾率撞到地球。他的團(tuán)隊(duì)對小行星和彗星進(jìn)行分類和跟蹤，這些天體的運(yùn)行軌道使它們有機(jī)會(huì)進(jìn)入地球的大致軌道范圍，即距離太陽 1.95 億公里以內(nèi)。

圖2：NASA 阿波羅計(jì)劃期間宇航員在月球上留下的足跡

　　大多數(shù)已知的小行星都是通過地面光學(xué)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，還有些是由名為 NEOWISE 的紅外太空望遠(yuǎn)鏡定位的，該望遠(yuǎn)鏡在近地軌道上探測到小行星的熱信號(hào)。其中近三分之二的小行星體型小巧，即使它們來到地球上，也會(huì)在大氣層中燃燒殆盡。但是，有些足夠大的小行星非常危險(xiǎn)，比如導(dǎo)致恐龍滅絕的那次撞擊。

　　喬達(dá)斯說，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 95% 的近地小行星，它們的大小足以造成全球?yàn)?zāi)難，比如直徑 1 千米或更大。最大的小行星直徑超過 6 千米，不過仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于導(dǎo)致恐龍滅絕、直徑達(dá) 10 公里的“巨獸”。

　　體型更小的小行星仍然會(huì)對地球造成很大的區(qū)域性破壞，而且用目前的技術(shù)很難探測到。模型顯示，目前只發(fā)現(xiàn)了 40% 直徑 140 米以上的小行星，比如 Didymos 和它的小衛(wèi)星。這遠(yuǎn)低于 NASA 確定至少 90% 的目標(biāo)。喬達(dá)斯說：“有些小行星很狡猾，它們的軌道使得其很難被發(fā)現(xiàn)。”

　　為何 NASA 選擇 Dimorphos

　　小衛(wèi)星 Dimorphos 是個(gè)理想的撞擊目標(biāo)，因?yàn)樗殖Ｒ姡恢脜s很特殊。喬達(dá)斯說，它可能是球粒隕石，這是一種常見的小行星，由 45 億年前行星形成時(shí)遺留下來的巖石和金屬碎片組成。沒有人確切知道它的形狀，但鑒于其更大的體型，如果它朝著地球飛去，人們肯定想要改變其軌道方向。

　　大約有六分之一的近地小行星通過引力成對或小群聯(lián)系在一起，就像 Didymos 和 Didymos 這樣。這就是我們知道這顆小衛(wèi)星存在的原因：地面上的望遠(yuǎn)鏡每 11 小時(shí) 55 分鐘從 Didymos 前后經(jīng)過一次，就會(huì)檢測到 Didymos 有規(guī)律的變暗和變亮。

　　DART 探測器的正面碰撞預(yù)計(jì)會(huì)使小衛(wèi)星的速度足夠慢，以至于 Didymos 的引力會(huì)將其拉近一點(diǎn)，加速其軌道運(yùn)行。撞擊時(shí)從撞擊坑飛出的巖石羽狀物也可能提供額外的推力。

　　這種撞擊將發(fā)生在距離地球 1078 萬公里的地方，大約是地球到月球距離的 28 倍。這距離足夠近，可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，也可以讓地面上的望遠(yuǎn)鏡探測到小衛(wèi)星軌道的變化。但它也足夠遠(yuǎn)，整個(gè)努力都是一個(gè)重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。如果探測器沒有撞中，這顆小行星將在幾十年內(nèi)不再靠近。

　　行星防御技術(shù)將被濫用?

　　盡管這次嘗試只是為了降低我們?nèi)祟惒饺肟铸埡髩m的幾率，但 DART 的撞擊也將標(biāo)志著人類與我們生活的太陽系之間的一種全新關(guān)系，這可能是個(gè)值得紀(jì)念的里程碑。

　　幾十年來，人類已經(jīng)在月球、火星乃至其他天體上留下了足跡。但到目前為止，軌道力學(xué)始終沒有留下人類的指紋。DART 撞擊將是太陽系這場永恒之舞上的第一個(gè)人類指紋。特拉華大學(xué)外太空地理學(xué)家艾莉·阿姆斯特朗(Ellie Armstrong)稱：“人類可以在太陽系里做任何事情，我們甚至可以讓天體偏轉(zhuǎn)方向。”

圖3：歐洲航天局 Hera 任務(wù)渲染圖，它將研究 DART 留下的撞擊坑

　　加州大學(xué)歐文分校研究行星防御領(lǐng)域的人類學(xué)家瓦萊麗·奧爾森(Valerie Olson)表示：“干預(yù)小天體的軌道是一件大事。”她指出，行星防御的早期倡導(dǎo)者認(rèn)識(shí)到，這樣的任務(wù)核心會(huì)重新塑造太陽系。

　　不過，專注于太空的獨(dú)立批評(píng)理論家娜塔莉·特雷維諾(Natalie Treviño)認(rèn)為：“在緊急情況下，我們能否讓小行星轉(zhuǎn)向，這很重要嗎?當(dāng)然重要。但我們看到的是地球正在著火!”特雷維諾將小行星偏轉(zhuǎn)比作在地球上筑壩，這一行動(dòng)可能會(huì)造福人類，但會(huì)對整個(gè)環(huán)境產(chǎn)生更廣泛的影響。她問道：“作為人類，我們有權(quán)對太陽系進(jìn)行如此巨大的改變嗎?但同時(shí)，這又開創(chuàng)了什么先例?”

　　偏轉(zhuǎn)小行星軌道的努力可能不僅取決于對軌道動(dòng)力學(xué)的影響程度，還取決于誰在做出關(guān)于行星防御項(xiàng)目的決定。專家們指出，盡管最糟糕的撞擊可能會(huì)在小范圍內(nèi)造成破壞，并產(chǎn)生全球后果，但只有少數(shù)幾個(gè)國家有能力考慮啟動(dòng)行星防御任務(wù)。

　　DART 任務(wù)確實(shí)包括國際合作，因?yàn)樗饕从?NASA 和歐洲航天局(ESA)之間多年的討論。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)最初探索了一項(xiàng)聯(lián)合任務(wù)，最終將發(fā)射的 DART 任務(wù)包括由意大利捐贈(zèng)的微型衛(wèi)星，隨后將是名為 Hera 的歐空局任務(wù)，將在 2030 年左右對 DART 撞擊進(jìn)行近距離評(píng)估。

　　當(dāng)然，行星防御技術(shù)就像所有其他曾經(jīng)開發(fā)過的技術(shù)一樣，也可能會(huì)被濫用。奧爾森說：“可以用來偏移天體軌道的技術(shù)也可以被武器化。”例如，將行星防御系統(tǒng)顛覆過來。特雷維諾描繪了一個(gè)噩夢般的場景，一群人能夠劫持一顆小行星作為威脅。

　　DART 是一項(xiàng)精心設(shè)計(jì)的任務(wù)，之所以選擇 Dimorphos 為目標(biāo)，部分原因是科學(xué)家們看不到該任務(wù)有任何可能將這顆小行星推上可能撞擊地球的路線。但奧爾森說，對于真正的行星防御任務(wù)來說，如果真的出了問題，后果可能非常嚴(yán)重，把一場自然災(zāi)難變成一場社會(huì)災(zāi)難，而不是預(yù)防任何事情。
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