NASA DART:碰撞軌道小行星任務的下一步是什麼?

NASA的DART任務正在進行中,其將旨在回答科學和科幻電影中最大的問題之一:我們能否避免小行星對地球的潛在生命打擊?我們猜測,讓布魯斯·威利斯(這裡指的是其主演的《世界末日》)失望的是,雙小行星重定向試驗不會試圖完全用核彈摧毀一顆“無賴”的太空岩石。相反,它的雄心壯志更加集中。

NASA DART:碰撞軌道小行星任務的下一步是什麼?

小行星撞擊地球的風險有多大?

我們可能沒有意識到,但我們的母星幾乎每天都會跟小行星和彗星接觸。小小的太空石塊經常撞擊地球的大氣層,但都會無害地燃燒掉。

更大的岩石有可能產生更重大的影響,但卻更少見。在地球上已經發現了100多個據稱是撞擊坑的環狀結構。它們經過幾千年的積累,直徑可以達到15英里以上。

NASA表示,在這個過程中,它們在周圍地區噴發出大量的岩石和更多的東西。如巴伐利亞的Rise Crater約在1500萬年前形成,這是一個15英里的窪地,據計算是一顆5000英尺寬的彗星或小行星撞擊的地方。超一萬億噸的物質從該事件中散落並散布在整個歐洲。

根據碰撞發生的地點,所涉及的岩石的大小可能會對人類產生嚴重影響。據科學家稱,一顆約一英里寬的小行星可能會顛覆全球氣候並可能平均每百萬年發生數次。同時,一顆3英里寬的小行星將足以發生滅絕性的事件。

DART是如何幫助避免小行星撞擊的?

如果你相信電影,處理即將到來的滅絕規模的小行星的最好方法是飛到那裡–最好是跟一隊強硬的、不苟言笑的礦工一起(同樣也是調侃《世界末日》)–並在地表下放置一枚核彈。然而,NASA的DART任務設想了一種更為細緻的方法。與其直接摧毀一顆小行星,它的目的是探索使其遠離撞擊的可能性。

NASA DART:碰撞軌道小行星任務的下一步是什麼?

這一過程被稱為“動能撞擊”,它摒棄了鈍器的創傷,而採用了更有針對性的方法。DART旨在跟一顆小行星相撞–在這種情況下,Dimorphos是一顆半英里寬的小行星,是Didymos雙星系統的一部分–並在此過程中改變其軌跡。

DART只有一輛小汽車那麼大,但當它撞上Dimorphos時,它會將以每秒4英里或14400mph的速度行駛。我們的目標是在小行星的軌道上產生足夠大的變化,進而使地球上的望遠鏡能夠觀察到這種變化。一個由意大利航天局開發的立方體衛星即LICIACube也搭上了DART的順風車,另外還將在撞擊前展開以便更近距離地觀察到結果。

DART的自殺任務依賴於一些重要的智能技術

NASA DART:碰撞軌道小行星任務的下一步是什麼?

當需要精確地撞擊某顆小行星時,將航天器指向天空並將其送上碰撞軌道並不實際。雖然DART的撞擊可能是動能性的,但其上裝有一套由約翰-霍普金斯應用物理實驗室(APL)開發的自主導航系統。它借用了用於導彈瞄準的技術並將DART從美國國內團隊的遠程指導中解放出來。

它被稱為小體機動自主實時導航(SMART Nav),依靠的是DART將用於向地球傳送小行星照片的同一台相機。該相機–用於光學導航的Didymos偵察和小行星相機(DRACO)–將逐步區分Dimorphos和Didymos並引導航天器進入其最終目標。

NASA DART:碰撞軌道小行星任務的下一步是什麼?

這並不是DART所依賴的唯一的高科技首次亮相。兩塊28英尺長的太陽能電池板實際上是可部署的空間系統推出的太陽能電池陣列(ROSA),這是第一次在深空使用。它們為NASA的進化型氙氣推進器–商用(NEXT-C)離子引擎提供動力,NASA對用它來解鎖未來的深空任務寄予厚望。

DART的命運仍需數月時間

NASA和SpaceX本周可能已經發射了DART,但這個實驗性的航天器還有一段漫長的旅程。再過10個月,Didymos小行星系統就會離地球約680萬英里,屆時它將足夠近,進而使得撞擊的後果應該足夠清晰。

如果一切按計劃進行,DART將在地球繞太陽的軌道之外行駛,一直到9月底。將會有一個約一周的時間來發生碰撞。從現在到那時,DRACO將啟動並開始發回圖像。

NASA局長比爾·納爾遜在談到這項任務時說道:“DART正在將科幻小說變成科學事實並證明了NASA為了所有人的利益而進行的主動性和創新。除了NASA研究我們的宇宙和我們的地球家園的所有方式外,我們還在努力保護這個家園,這次測試將有助於證明一種可行的方法以保護我們的地球免受危險小行星的影響,如果有一天發現有一顆小行星朝向地球的話。”

假設一切按NASA、約翰-霍普金斯大學APL和他們的各個合作夥伴的意圖進行,希望使用DART的數據可以塑造一個即將到來的小行星碰撞避免系統。這將跟新的近地天體勘測器任務(NEOSM)協同工作,這是一個紅外望遠鏡,旨在幫助發現可能有危險的小行星和彗星。NEOSM計劃在本十年晚些時候發射。