1月22日消息，據外媒報道，如果計劃進展順利，美國宇航局（NASA）計劃於當地時間周二發射探測器DART，並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，這也意味着人類將首次嘗試改變天體軌道，從而躲過恐龍滅絕的命運。
圖1：DART探測器接近小行星Didymos的渲染圖
這樣的計劃被稱為“行星防禦”，其目標是識別軌道上任何對地球造成嚴重破壞的小行星。如果出現這樣的威脅，我們將可以採取行動使小行星的軌道發生偏轉。行星防禦專家認為，這樣的撞擊是我們唯一可以預防的自然災難。行星防禦計劃有望在明年邁出一大步，進行首次撞擊實驗，以確定這種偏轉在現實中是否有用，這要歸功於NASA將於本周二發射的“雙小行星重定向測試”(DART）任務。
2022年9月底或10月初，重達550公斤的DART探測器將撞上名為Dimorphos的小行星。科學家們將密切關注，並測量撞擊使小行星圍繞其較大同伴Didymos的軌道加速了多少，獲得有關偏轉危險小行星軌道的第一手真實數據。Dimorphos約有足球場那麼大。
DART探測器最早將於美國當地時間周二晚上10點20分在加州范登堡太空部隊基地搭載獵鷹9號火箭發射。它將圍繞太陽運行，並將在明年秋天與小行星相撞，屆時它們將離地球相對較近。在最後的幾個小時里，探測器將會接管航行並實現自動駕駛。
在最後一個小時，DART探測器將發現Dimorphos，並試圖以時速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繫就已經是科學上的勝利。NASA的模型表明，猛烈撞擊應該足以縮短小衛星的軌道時間約1%，以便讓地球上的望遠鏡探測到變化。
那為什麼要撞它而不是把它炸飛？這是因為，炸毀可能含有金屬或巨大石塊的太空岩石（比如小行星）將引發不可預測的後果。而偏轉軌道的方法更為溫和，可以確保小行星在未來許多年裡在距離地球很遠的範圍內無害運行。
對地球幾乎沒有威脅
NASA近地天體研究中心主任保羅·喬達斯（Paul Chodas）表示，在未來50年裡，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。他的團隊對小行星和彗星進行分類和跟蹤，這些天體的運行軌道使它們有機會進入地球的大致軌道範圍，即距離太陽1.95億公里以內。
圖2：NASA阿波羅計劃期間宇航員在月球上留下的足跡
大多數已知的小行星都是通過地面光學望遠鏡發現的，還有些是由名為NEOWISE的紅外太空望遠鏡定位的，該望遠鏡在近地軌道上探測到小行星的熱信號。其中近三分之二的小行星體型小巧，即使它們來到地球上，也會在大氣層中燃燒殆盡。但是，有些足夠大的小行星非常危險，比如導致恐龍滅絕的那次撞擊。
喬達斯說，科學家們已經發現了95%的近地小行星，它們的大小足以造成全球災難，比如直徑1千米或更大。最大的小行星直徑超過6千米，不過仍遠遠小於導致恐龍滅絕、直徑達10公里的“巨獸”。
體型更小的小行星仍然會對地球造成很大的區域性破壞，而且用目前的技術很難探測到。模型顯示，目前只發現了40%直徑140米以上的小行星，比如Didymos和它的小衛星。這遠低於NASA確定至少90%的目標。喬達斯說：“有些小行星很狡猾，它們的軌道使得其很難被發現。”
為何NASA選擇Dimorphos
小衛星Dimorphos是個理想的撞擊目標，因為它十分常見，但位置卻很特殊。喬達斯說，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遺留下來的岩石和金屬碎片組成。沒有人確切知道它的形狀，但鑒於其更大的體型，如果它朝着地球飛去，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繫在一起，就像Didymos和Didymos這樣。這就是我們知道這顆小衛星存在的原因：地面上的望遠鏡每11小時55分鐘從Didymos前後經過一次，就會檢測到Didymos有規律的變暗和變亮。
DART探測器的正面碰撞預計會使小衛星的速度足夠慢，以至於Didymos的引力會將其拉近一點，加速其軌道運行。撞擊時從撞擊坑飛出的岩石羽狀物也可能提供額外的推力。
這種撞擊將發生在距離地球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，可以進行高速數據傳輸，也可以讓地面上的望遠鏡探測到小衛星軌道的變化。但它也足夠遠，整個努力都是一個重大的技術挑戰。如果探測器沒有撞中，這顆小行星將在幾十年內不再靠近。
行星防禦技術將被濫用？
儘管這次嘗試只是為了降低我們人類步入恐龍後塵的幾率，但DART的撞擊也將標誌着人類與我們生活的太陽系之間的一種全新關係，這可能是個值得紀念的里程碑。
幾十年來，人類已經在月球、火星乃至其他天體上留下了足跡。但到目前為止，軌道力學始終沒有留下人類的指紋。DART撞擊將是太陽系這場永恆之舞上的第一個人類指紋。特拉華大學外太空地理學家艾莉·阿姆斯特朗(Ellie Armstrong)稱：“人類可以在太陽系裡做任何事情，我們甚至可以讓天體偏轉方向。”
圖3：歐洲航天局Hera任務渲染圖，它將研究DART留下的撞擊坑
加州大學歐文分校研究行星防禦領域的人類學家瓦萊麗·奧爾森（Valerie Olson)表示：“干預小天體的軌道是一件大事。”她指出，行星防禦的早期倡導者認識到，這樣的任務核心會重新塑造太陽系。
不過，專註於太空的獨立批評理論家娜塔莉·特雷維諾(Natalie Treviño）認為：“在緊急情況下，我們能否讓小行星轉向，這很重要嗎？當然重要。但我們看到的是地球正在着火！”特雷維諾將小行星偏轉比作在地球上築壩，這一行動可能會造福人類，但會對整個環境產生更廣泛的影響。她問道：“作為人類，我們有權對太陽系進行如此巨大的改變嗎？但同時，這又開創了什麼先例？”
偏轉小行星軌道的努力可能不僅取決於對軌道動力學的影響程度，還取決於誰在做出關於行星防禦項目的決定。專家們指出，儘管最糟糕的撞擊可能會在小範圍內造成破壞，併產生全球後果，但只有少數幾個國家有能力考慮啟動行星防禦任務。
DART任務確實包括國際合作，因為它主要源於NASA和歐洲航天局(ESA)之間多年的討論。這兩個機構最初探索了一項聯合任務，最終將發射的DART任務包括由意大利捐贈的微型衛星，隨後將是名為Hera的歐空局任務，將在2030年左右對DART撞擊進行近距離評估。
當然，行星防禦技術就像所有其他曾經開發過的技術一樣，也可能會被濫用。奧爾森說：“可以用來偏移天體軌道的技術也可以被武器化。”例如，將行星防禦系統顛覆過來。特雷維諾描繪了一個噩夢般的場景，一群人能夠劫持一顆小行星作為威脅。
DART是一項精心設計的任務，之所以選擇Dimorphos為目標，部分原因是科學家們看不到該任務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，對於真正的行星防禦任務來說，如果真的出了問題，後果可能非常嚴重，把一場自然災難變成一場社會災難，而不是預防任何事情。