11 月 22 日消息，據外媒報道，如果計劃進(jìn)展順利，美國宇航局(NASA)計劃于當地時(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(zhù)人類(lèi)將首次嘗試改變天體軌道，從而躲過(guò)恐龍滅絕的命運。

　　這樣的計劃被稱(chēng)為“行星防御”，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，我們將可以采取行動(dòng)使小行星的軌道發(fā)生偏轉。行星防御專(zhuān)家認為，這樣的撞擊是我們唯一可以預防的自然災難。行星防御計劃有望在明年邁出一大步，進(jìn)行首次撞擊實(shí)驗，以確定這種偏轉在現實(shí)中是否有用，這要歸功于 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 550 公斤的 DART 探測器將撞上名為 Dimorphos 的小行星?？茖W(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)偏轉危險小行星軌道的第一手真實(shí)數據。Dimorphos 約有足球場(chǎng)那么大。

　　DART 探測器最早將于美國當地時(shí)間周二晚上 10 點(diǎn) 20 分在加州范登堡太空部隊基地搭載獵鷹 9 號火箭發(fā)射。它將圍繞太陽(yáng)運行，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)現自動(dòng)駕駛。

　　在最后一個(gè)小時(shí)，DART 探測器將發(fā)現 Dimorphos，并試圖以時(shí)速 2.4 萬(wàn)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，猛烈撞擊應該足以縮短小衛星的軌道時(shí)間約1%，以便讓地球上的望遠鏡探測到變化。

　　那為什么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巖石(比如小行星)將引發(fā)不可預測的后果。而偏轉軌道的方法更為溫和，可以確保小行星在未來(lái)許多年里在距離地球很遠的范圍內無(wú)害運行。

　　對地球幾乎沒(méi)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(lái) 50 年里，還沒(méi)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(jìn)行分類(lèi)和跟蹤，這些天體的運行軌道使它們有機會(huì )進(jìn)入地球的大致軌道范圍，即距離太陽(yáng) 1.95 億公里以?xún)取?/p>

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(guò)地面光學(xué)望遠鏡發(fā)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(lái)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，比如導致恐龍滅絕的那次撞擊。

　　喬達斯說(shuō)，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)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(guò) 6 千米，不過(guò)仍遠遠小于導致恐龍滅絕、直徑達 10 公里的“巨獸”。

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

　　為何 NASA 選擇 Dimorphos

　　小衛星 Dimorphos 是個(gè)理想的撞擊目標，因為它十分常見(jiàn)，但位置卻很特殊。喬達斯說(shuō)，它可能是球粒隕石，這是一種常見(jiàn)的小行星，由 45 億年前行星形成時(shí)遺留下來(lái)的巖石和金屬碎片組成。沒(méi)有人確切知道它的形狀，但鑒于其更大的體型，如果它朝著(zhù)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(guò)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星存在的原因：地面上的望遠鏡每 11 小時(shí) 55 分鐘從 Didymos 前后經(jīng)過(guò)一次，就會(huì )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(huì )使小衛星的速度足夠慢，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(wàn)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(gè)努力都是一個(gè)重大的技術(shù)挑戰。如果探測器沒(méi)有撞中，這顆小行星將在幾十年內不再靠近。

　　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人類(lèi)步入恐龍后塵的幾率，但 DART 的撞擊也將標志著(zhù)人類(lèi)與我們生活的太陽(yáng)系之間的一種全新關(guān)系，這可能是個(gè)值得紀念的里程碑。

　　幾十年來(lái)，人類(lèi)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(méi)有留下人類(lèi)的指紋。DART 撞擊將是太陽(yáng)系這場(chǎng)永恒之舞上的第一個(gè)人類(lèi)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(chēng)：“人類(lèi)可以在太陽(yáng)系里做任何事情，我們甚至可以讓天體偏轉方向。”

圖3：歐洲航天局 Hera 任務(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(lèi)學(xué)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，行星防御的早期倡導者認識到，這樣的任務(wù)核心會(huì )重新塑造太陽(yáng)系。

　　不過(guò)，專(zhuān)注于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著(zhù)火!”特雷維諾將小行星偏轉比作在地球上筑壩，這一行動(dòng)可能會(huì )造福人類(lèi)，但會(huì )對整個(gè)環(huán)境產(chǎn)生更廣泛的影響。她問(wèn)道：“作為人類(lèi)，我們有權對太陽(yáng)系進(jìn)行如此巨大的改變嗎?但同時(shí)，這又開(kāi)創(chuàng )了什么先例?”

　　偏轉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(shuí)在做出關(guān)于行星防御項目的決定。專(zhuān)家們指出，盡管最糟糕的撞擊可能會(huì )在小范圍內造成破壞，并產(chǎn)生全球后果，但只有少數幾個(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，因為它主要源于 NASA 和歐洲航天局(ESA)之間多年的討論。這兩個(gè)機構最初探索了一項聯(lián)合任務(wù)，最終將發(fā)射的 DART 任務(wù)包括由意大利捐贈的微型衛星，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)行近距離評估。

　　當然，行星防御技術(shù)就像所有其他曾經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)的技術(shù)一樣，也可能會(huì )被濫用。奧爾森說(shuō)：“可以用來(lái)偏移天體軌道的技術(shù)也可以被武器化。”例如，將行星防御系統顛覆過(guò)來(lái)。特雷維諾描繪了一個(gè)噩夢(mèng)般的場(chǎng)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(wù)，之所以選擇 Dimorphos 為目標，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(xiàn)。但奧爾森說(shuō)，對于真正的行星防御任務(wù)來(lái)說(shuō)，如果真的出了問(wèn)題，后果可能非常嚴重，把一場(chǎng)自然災難變成一場(chǎng)社會(huì )災難，而不是預防任何事情。
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