來源:中國科學(xué)報(bào)

圖片來源：NASA

9月26日，在距離地球1100萬公里的地方，一架自動(dòng)售貨機(jī)大小的航天器將以每秒6公里的速度撞擊一顆直徑160米的“無辜”小行星Dimorphos。這一即將到來的“暴力”行動(dòng)，是人類有史以來首次對行星防御任務(wù)進(jìn)行實(shí)地測試，即美國宇航局（NASA）雙小行星重定向測試（DART）。

DART任務(wù)團(tuán)隊(duì)最近首次觀測到雙小行星系統(tǒng)Didymos，而目標(biāo)小行星Dimorphos就是其中的一顆小衛(wèi)星。NASA希望這次碰撞推動(dòng)Dimorphos進(jìn)入距離Didymos更近的軌道，從而將其近12小時(shí)的運(yùn)行周期縮短幾分鐘。未來，類似的撞擊可以使有威脅性的小行星轉(zhuǎn)向。但新的模擬和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)表明，這項(xiàng)任務(wù)成功與否取決于這些小行星到底是一顆堅(jiān)固的巖石還是松散的碎石堆。

答案將從撞擊產(chǎn)生的隕石坑和噴射物中揭曉，這可能決定了撞擊小行星的難度。與之前引發(fā)大規(guī)模滅絕事件的較大小行星相比，雙小行星撞擊地球的可能性要高出數(shù)千倍，而且它們有能力摧毀一個(gè)國家，這使得這些較小的天體成為行星防御工作的重中之重。但對于地面望遠(yuǎn)鏡來說，它們只不過是一個(gè)小小的光點(diǎn)，難以探測，更不用說研究了。

當(dāng)一個(gè)天體擋住另一個(gè)天體時(shí)，它們的光線就會(huì)變暗。通過監(jiān)測來自Dimorphos和Didymos光的微小波動(dòng)，NASA的科學(xué)家可以了解其轉(zhuǎn)速等信息。這將使科學(xué)家設(shè)計(jì)出一個(gè)自主導(dǎo)航系統(tǒng)，在新的太陽能離子推進(jìn)器的幫助下引導(dǎo)“飛鏢”接近“獵物”。

但接下來會(huì)發(fā)生什么，誰也說不準(zhǔn)?！凹僭O(shè)它是一塊堅(jiān)固的巖石，我們有一個(gè)堅(jiān)固的航天器，本質(zhì)上就是在太空中玩一場大型臺球游戲……基本上可以把它作為一個(gè)簡單的物理方程來求解?！盌ART任務(wù)觀測小組的負(fù)責(zé)人、北亞利桑那大學(xué)的行星科學(xué)家Cristina Thomas說，當(dāng)目標(biāo)是由數(shù)以千計(jì)的巖石組成時(shí)，預(yù)測撞擊它的后果要比預(yù)測一個(gè)實(shí)心巨石困難得多。

瑞士伯爾尼大學(xué)的行星科學(xué)家Sabina Raducan說，如果DART擊中了一個(gè)脆弱的碎石堆目標(biāo)，隕石坑將在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)形成，這一過程可能需要幾個(gè)月甚至幾年時(shí)間進(jìn)行建模。

近日，DART部署了一個(gè)面包機(jī)大小的立方體衛(wèi)星，它將用兩個(gè)光學(xué)攝像機(jī)記錄碰撞過程及其結(jié)果。與此同時(shí)，詹姆斯·韋布和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡以及4個(gè)地面天文臺將輪流進(jìn)行監(jiān)測。Thomas表示，如果Dimorphos是一個(gè)脆弱的碎石堆，望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該能夠在撞擊后數(shù)小時(shí)內(nèi)捕捉到它的圖像。

在真正有小行星威脅地球的情況下，解決方法是用足夠的力度撞擊小行星體，使其轉(zhuǎn)向，但同時(shí)又不能太過猛烈，導(dǎo)致其向地球發(fā)射小巖石碎片。DART任務(wù)將為科學(xué)家完善行星防御計(jì)劃提供更多數(shù)據(jù)。