一 留學生吐槽君 2022-09-28 00:02 發(fā)表于廣東
話說，
大家都知道“小行星撞地球”這種自然現(xiàn)象。
近至2013年俄羅斯境內發(fā)生的隕石撞擊事件，一枚重約1萬噸、直徑約20米的隕石在俄羅斯上空突然爆炸，造成了上千人受傷。遠至66億年前，一塊隕石的撞擊令地球上所有非鳥類恐龍和75%動植物經(jīng)歷了慘絕龍寰的物種大滅絕。
這種現(xiàn)象一旦發(fā)生，結果往往是毀滅性的。科學家估計，太陽系中有25,000個大型小行星，到目前為止，人類已經(jīng)探測到大約8000個。但未來，人類和地球面臨這些不速之客小行星時，或許有了主動防御手段。昨天美國宇航局(NASA)在太空中成功測試了一項特殊任務，創(chuàng)造人類歷史。本周一美國東部時間下午7點14分，一架由NASA在去年11月派出的飛行器，在遠離地球680萬英里的太陽系中成功撞上一顆名叫“蒂莫夫斯(Dimorphos)”的小行星，有望改變蒂莫夫斯的運行軌道，從而使得人造航天器改變自然天體軌道的遙想變成現(xiàn)實。
這個太空實驗并命名為“雙小行星重定向測試（DART）”，大家于是也用“Dart”（飛鏢）來稱呼這個功高勞苦的人造飛行器。Dart自身攜帶的成像機，與提前撞擊幾分鐘從Dart身上脫落的子探測器LICIACube完整記錄了這次人類飛行器撞小行星的全過程。從第一視角，可以看到Dart先是在茫茫無限黑暗極夜的宇宙中飛行，目標小行星蒂莫夫斯深藏在浩瀚的宇宙深處，只傳出了一個點狀亮光——這就是Dart的撞擊機目標。經(jīng)過近一年的探測和飛行，Dart的運行軌道終于即將來到和蒂莫夫斯重合的點。
而Dart的飛行速度驚人，達到23175km/h ，也即6.6千米每秒。在撞擊行動前2.5分鐘，Dart距離目標蒂莫夫斯還有920公里。但通過高速飛行，這點距離僅僅耗時不到3分鐘就被Dart走完了。
地球這邊，直接參與項目的約翰霍普金斯大學應用物理學實驗室的研究員、科學家們緊張地盯著屏幕，期待撞擊準確無誤。
而Dart自身的成像儀也在報廢前傳回捷報——Dart成功撞上了蒂莫夫斯。在撞擊前11秒，Dart成像儀拍到了最后一張蒂莫夫斯的“全身照”，這時兩者相距68公里；
撞擊前2秒，Dart成像儀拍到了最后一張蒂莫夫斯的行星表面照，兩者只剩12公里的距離；
才最后這張清晰照片可以看到，蒂莫夫斯表面凹凸不平，像是月球表面。Dart的“黑屏”，意味著激動人心的消息。
有網(wǎng)友給撞擊過程視頻配上了動感音樂，是不是瞬間就有科幻大片那味兒了？！00:07
Dart成功完成撞擊任務后，一個名叫“ATLAS”的宇宙飛行器也傳來第三視角Dart撞擊全程的視頻。
Dart撞上的蒂莫夫斯，并非是一顆對地球有危險的“越地小行星”(軌道穿越過地球軌道的近地小行星），在未來百年內都不具備對地球造成危害的能力。但為了找到一個合適的實驗對象，同時保證如果實驗出了什么意想不到的結果也不會對地球造成什么危害，蒂莫夫斯就這樣躺槍被征用了。而Dart的準確撞擊，不僅意味著這次單一天空任務的完成，還意味著人類也許具備了未來改變近地小行星軌道，避免小行星撞地球悲劇發(fā)生的能力。
這次成功被Dart撞到的小行星，直徑只有170米，相當于羅馬斗獸場，或者一個半足球場的大小。
蒂莫夫斯其實是一顆名叫“迪迪莫斯(Didymos)”小行星的衛(wèi)星，不過這兩個小行星屬于雙生星——它們倆組成了一個“雙小行星系統(tǒng)”，也即其中一顆小行星被另一顆較小的衛(wèi)星所環(huán)繞，兩者有大小之分。主星迪迪莫斯直徑780米，在1996年被人類首次觀測到，7年后，人們才進一步觀測到它的衛(wèi)星，雙生星蒂莫夫斯，直徑160米，位于距離迪迪莫斯約1公里的軌道上。蒂莫夫斯繞迪迪莫斯一圈，需要耗費11小時55分鐘?？茖W家希望能夠通過極其精準的撞擊，讓蒂莫夫斯改變輕微原有的軌道，科學家預計蒂莫夫斯的公轉周期可能會縮短10分鐘，這一微小的改變會隨著時間的推移被不斷放大。而這個實驗的成功可以用到對付近地小行星撞擊地球的災禍，用類似的人造飛行器改變小行星自然運行軌道，實現(xiàn)人類和地球的“星際防衛(wèi)”夢想。Dart自身重量為610kg，但通過“動能撞擊”，Dart給蒂莫夫斯帶來的動量將會是Dart本身的3-5倍，從而使后者發(fā)生1%的軌道偏移。但以每秒鐘6000多米的速度行進，Dart是很容易錯過這么“迷你”的目標，和它失之交臂的。精準的計算，幾乎分毫不差的預先設置，才能讓Dart完成以上歷史性一幕。
Dart的這幾分鐘撞擊，匯集了NASA超5年的心血。2017年6月，NASA批準從Dart從概念開發(fā)進入初步設計階段，2018年8月，該項目開始進入最終設計和組裝階段。Dart采用光-電離子推進系統(tǒng)，在太空中運行所需要的3.5千瓦電力由一塊面積為22平方米的太陽能板提供。該太陽能板采用卷軸式設計，在Dart成功被送到原定軌道后打開。
2019年4月11日，NASA宣布將使用馬斯克的運載火箭“獵鷹9號”發(fā)射DART，用商業(yè)公司發(fā)射Dart，主要是從省錢的角度考慮。剛開始，NASA想要Dart作為一個次要有效載荷登上獵鷹九號。不過后來NASA改成了專門為Dart任務雇傭一臺運載火箭。
去年11月，Dart成功登陸太空。整個項目耗資3.245 億美元，其中3.08 億美元用于Dart航天器的開發(fā)，6880萬美元用于發(fā)射服務，還有1650萬美元預計用于運營和數(shù)據(jù)分析。這個雙小行星系統(tǒng)的軌道變化情況會在一周內得到初步的觀測結果，鑒于人類尚不明確撞擊拋射物帶來的反沖力，我們對類似撞擊對小行星的飛行速度以及其軌道影響也知之甚少，這次成功的撞擊將會給人類帶來許多寶貴數(shù)據(jù)，利于為未來的太空探索建立更精確的模型。更多細節(jié)性的信息會在數(shù)年后由歐洲空間局提供的名為 “赫拉Hera” 的探測器進行測量?？吹竭@么激動人心的消息，馬斯克的SpaceX官方賬號發(fā)表了祝福：
不管怎么說，人類主動撞小行星，說不定未來真的可以在關鍵時刻保護地球呢！
