NASA推進首個小行星偏轉任務將為行星防禦測試「動能撞擊器」技術

最新 07-13

6月23日，NASA批准「雙小行星重定向試驗」（DART）項目從概念研發階段進入初步設計階段。DART是NASA首個演示驗證小行星偏轉技術的任務，該技術將用於行星防禦。

DART項目簡介

DART的目標是「迪蒂莫斯」（又名「迪代莫恩」）雙小行星。這對小天體由直徑約780米的「迪蒂莫斯A」小行星和繞其運行的直徑約160米的「迪蒂莫斯B」小行星組成。兩顆小行星僅相距約1千米，它們在2022年10月距地球最近（1100萬千米之內）；撞擊任務將在此時進行，以便能夠使用地面望遠鏡和行星雷達以及天基設施來觀測任務。

根據此前披露的計劃，DART將在2020年12月發射，由太陽能電推進系統驅動，並在2022年10月撞擊「迪蒂莫斯B」。DART撞擊任務旨在測試一種被稱為「動能撞擊器」的技術概念：對可能威脅地球的小行星進行撞擊，使其運行軌道發生偏轉。

項目背景

NASA和歐洲航天局曾一度合作開展「小行星撞擊和偏轉評估」（AIDA）項目工作。該項目涉及兩個航天器：由NASA研發的DART，由歐洲航天局研發的「小行星撞擊任務」（AIM）。按照原計劃，AIM將在2020年10月發射並在2022年5月抵達，將對「迪蒂莫斯」雙小行星展開先期研究，並將觀測DART撞擊任務，包括測量撞擊後的軌道偏轉。

但2016年12月初，歐洲航天局決定不再資助AIM任務。不過這並未影響DART項目工作。相關科學家認為，只剩DART也能執行動能撞擊演示驗證任務，這需要地面望遠鏡提供觀測，以監測「迪蒂莫斯B」衛星軌道在撞擊後的偏轉。

小行星威脅情況及DART試驗目標

小行星幾乎每天都在撞擊地球，但往往在上層大氣中就會解體。大到足以對地表造成危害的小行星非常罕見。直徑大於1千米的天體可對全球造成影響，這也是NASA有害天體搜尋工作的重點關注對象，這種尺寸的天體約93%已經被發現。

DART將測試針對中等尺寸天體的偏轉技術——這種天體足以對地球造成危害，但又不夠大，以至於這種天體很多尚未被發現，並可能在未來與地球相撞。NASA資助的望遠鏡和其他設施將繼續搜尋這種天體，跟蹤其軌道，並確定其是否構成威脅。

參與DART試驗的小行星

自2003年以來，科學家們一直都在密切研究「迪蒂莫斯」這對小天體。主星是S型岩石星體，其構成與許多小行星類似。伴星的構成未知，但尺寸接近於有可能撞擊地球並造成影響的許多小行星。

NASA負責DART項目的科學家湯姆·斯塔特勒表示，雙小行星是此次試驗的理想實驗場。「迪蒂莫斯B」繞「迪蒂莫斯A」運行，從而更容易觀測撞擊結果，並確保試驗不會改變這對小行星繞太陽運行的軌道。

約翰霍普金斯應用物理實驗室DART研究聯合主管安迪·程表示，DART是演示驗證保護地球免受未來小行星撞擊能力的關鍵一步。因為對小行星內在結構或構成知之甚少，需要對真正的小行星執行該試驗。DART試驗能夠證明，如何使用動能撞擊器，通過改變有害天體的飛行軌跡來保護地球免受小行星碰撞。

試驗執行過程

發射後，DART將使用自主定位系統抵達「迪蒂莫斯B」。隨後，將以10倍於子彈的速度（約6千米/秒）撞擊「迪蒂莫斯B」。地面觀測台將觀測撞擊過程及「迪蒂莫斯B」運行軌道的改變，這可以讓科學家更好地確定動能撞擊技術的效能。動能撞擊技術通過改變小行星的速度來發揮作用，雖然僅能造成非常小的速度改變，這種改變造成的偏離將隨著時間的推移而增大，從而使小行星軌道遠離地球。