9 月 12 日消息，據外媒報道，眾所周知，6500 萬(wàn)年前小行星撞擊地球導致恐龍滅絕，因為它們沒(méi)有預警機制，也沒(méi)有辦法保護自己。顯然，人類(lèi)在竭力避免與恐龍同樣的命運。

　　為此，今年晚些時(shí)候，美國宇航局(NASA)將啟動(dòng)一項任務(wù)，以演練如何讓未來(lái)可能撞擊地球的小行星偏離軌道。這項任務(wù)名為“雙小行星重定向測試”(DART)，無(wú)人飛船計劃最早于 11 月 24 日(最晚 2022 年 2 月)發(fā)射，并將花費 1 年時(shí)間到達目標——Dimorphos。這顆小行星的體積約與體育場(chǎng)相當，圍繞著(zhù)名為 Didymos 的更大小行星運行。

　　NASA 計劃用汽車(chē)大小、重約 330 千克的 DART 飛船以每秒 6.5 公里的速度撞擊 Didymos，使其圍繞 Didymos 旋轉近 12 小時(shí)的軌道時(shí)間改變幾分鐘。五年后，歐洲航天局 Hera 任務(wù)飛船將抵達現場(chǎng)，檢查任務(wù)是否成功。撞擊只會(huì )對 Dimorphos 軌道產(chǎn)生很小的影響，但這應該足以讓小行星在未來(lái)偏離撞向地球的軌道。NASA DART 項目科學(xué)家湯姆·斯塔特勒(Tom Statler)說(shuō)：“我們這樣做是為了有能力防止一場(chǎng)真正的災難。”

　　科學(xué)家們已經(jīng)對 Dimorphos 軌道的潛在變化進(jìn)行了充分的研究。但到目前為止，我們還不知道撞擊后 Dimorphos 自身會(huì )發(fā)生哪些變化。由馬里蘭大學(xué)教授哈里森·阿格魯薩(Harrison Agrusa)領(lǐng)導的研究人員，通過(guò)計算撞擊的動(dòng)量如何改變小行星的翻滾、俯仰角和偏航，模擬了 Dimorphos 自身的變化。結果可能是戲劇性的，阿格魯薩稱(chēng)：“它可能開(kāi)始旋轉并進(jìn)入混亂狀態(tài)。”

　　這種意想不到的旋轉帶來(lái)了許多有趣的挑戰，比如這將增加在這顆小行星上著(zhù)陸的難度。歐洲航天局希望在其赫拉任務(wù)中使用兩個(gè)小型航天器嘗試著(zhù)陸這顆小行星。它還可能使未來(lái)試圖使撞向地球的小行星偏離軌道更加復雜，因為任何旋轉都可能影響小行星在太空中的路徑。

　　當 DART 飛船撞上 Dimorphos 時(shí)，其沖擊能量相當于三噸 TNT 炸藥爆炸，將數千塊碎片噴向太空。斯塔特勒教授描述稱(chēng)，這就像高爾夫球車(chē)以 2.4 萬(wàn)公里的時(shí)速撞向足球場(chǎng)。阿格魯薩和他的團隊表示，撞擊的力量不會(huì )立即對 Dimorphos 的旋轉造成任何改變，但在幾天內，情況將開(kāi)始劇變。

　　很快，Dimorphos 就會(huì )開(kāi)始輕微搖晃。這種擺動(dòng)幅度會(huì )越來(lái)越大，因為來(lái)自撞擊的動(dòng)量使 Dimorphos 的旋轉失去平衡，而真空中沒(méi)有摩擦來(lái)減緩它的速度。Dimorphos 可能會(huì )開(kāi)始向單個(gè)方向旋轉，也可能會(huì )沿著(zhù)類(lèi)似烤肉架的長(cháng)軸旋轉。對于觀(guān)測者來(lái)說(shuō)，這顆看似平靜的衛星將呈現出一種新的形態(tài)，開(kāi)始劇烈地前后擺動(dòng)，它先前隱藏的側面將顯現出來(lái)。

　　在幾周內，Dimorphos 的旋轉會(huì )變得更劇烈，以至于它會(huì )陷入混亂的翻滾狀態(tài)無(wú)法控制地繞著(zhù)其軸旋轉。在更極端的情況下，Didymos 的潮汐效應可能會(huì )被完全打破，Dimorphos 可能會(huì )開(kāi)始徹底翻轉。

　　具體會(huì )發(fā)生什么取決于許多因素。Dimorphos 的形狀將發(fā)揮重要作用：如果它更細長(cháng)而不是球形，它會(huì )旋轉得更混亂。到目前為止，雷達觀(guān)測顯示 Dimorphos 是細長(cháng)型，但我們要等到 DART 飛船擊中它的前幾個(gè)小時(shí)才能知道。

　　撞擊位置同樣很關(guān)鍵。DART 飛船將瞄準 Dimorphos 的中心，目標是施加最大的力量以改變其軌道。但撞擊點(diǎn)越偏離中心，Dimorphos 產(chǎn)生的自旋就會(huì )越混亂。然而，在大多數情況下，Dimorphos 應該在數周內戲劇性地來(lái)回擺動(dòng)或在多個(gè)方向翻滾。

　　五年后，當歐洲航天局的航天器到達時(shí)，場(chǎng)面可能會(huì )相當戲劇化。由于人類(lèi)的影響，Didymos 可能在其軌道上瘋狂旋轉。很可能需要幾十年甚至幾個(gè)世紀的時(shí)間，Didymos 的引力才能將 Dimorphos 恢復到它原來(lái)的狀態(tài)，也就是被潮汐鎖定的狀態(tài)。

　　赫拉航天器的到來(lái)將是我們確定 Dimorphos 自身發(fā)生何種變化的唯一途徑，因為 DART 飛船將被撞擊摧毀，而 Dimorphos 太小，從地球上無(wú)法詳細觀(guān)測到。意大利制造的 LICIACube 小型衛星將在撞擊發(fā)生前部署，并將在撞擊呼嘯而過(guò)時(shí)拍攝圖像，但它只能拍攝幾分鐘圖像，不足以觀(guān)察到撞擊的后續影響。

　　赫拉任務(wù)還計劃部署兩顆較小的衛星，試圖在 Dimorphos 表面著(zhù)陸。翻滾的運動(dòng)預計不會(huì )阻礙這些努力，但可能會(huì )使它們更加困難。如果沒(méi)有應對這種混亂旋轉進(jìn)行適當的規劃，這顆衛星可能會(huì )四處彈跳，最終無(wú)法到達科學(xué)家想要的位置。法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的帕特里克·米歇爾(Patrick Michel)說(shuō)：“無(wú)論如何，在這么小的天體上著(zhù)陸是很困難的。”

　　Dimorphos 的旋轉運動(dòng)預計不會(huì )影響 DART 飛船為拯救地球而進(jìn)行的彩排，也不會(huì )對地球構成任何危險，但卻會(huì )提供許多科學(xué)上有用的信息。小行星的自旋狀態(tài)可能會(huì )影響其他性質(zhì)，比如它們反射多少陽(yáng)光，這可能會(huì )影響它們的軌道，這可能也是未來(lái)小行星軌道偏轉任務(wù)中需要考慮的因素。西安大略大學(xué)天文學(xué)家保羅·維格特(Paul Wiegert)說(shuō)：“這可不像讓飛船撞到小行星那么簡(jiǎn)單，你需要理解很多物理知識。”

　　對這個(gè)系統進(jìn)行多年、幾十年甚至幾個(gè)世紀的觀(guān)察，也將給我們一個(gè)前所未有的機會(huì )，來(lái)看看雙小行星系統在經(jīng)歷這樣的撞擊后會(huì )發(fā)生怎樣的變化。赫拉任務(wù)航天器可以觀(guān)察到，在使系統恢復正常狀態(tài)的過(guò)程中潮汐效應有多強，并幫助我們理解像這樣的兩顆小行星之間的引力關(guān)系。
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