NASA尝试在1000万公里外撞击小行星 人类将首次尝试改变天体轨道

2021-11-22 14:29:55 文章来源:网络
如果计划顺利,美国宇航局计划在当地时间周二发射探测镖,并在明年秋天与小行星迪迪莫斯相撞。预计撞击将略微改变小行星的轨道,这也意味着人类将首次尝试改变天体的轨道,以避免恐龙灭绝
图1:dart探测器接近小行星迪迪莫斯
这样的计划称为“行星防御”,其目标是确定轨道上任何对地球造成严重损害的小行星。如果发生这样的威胁,我们将能够采取行动使小行星的轨道偏转。行星防御专家认为,这种影响是我们唯一可以预防的自然灾害。由于美国宇航局将于周二(DART)发射的“双小行星重定向测试”,预计行星防御计划明年将迈出一大步,并进行第一次撞击实验,以确定这种偏转在现实中是否有用在9月底或10月初,重达550公斤的dart探测器将撞击一颗名为“二晶”的小行星。科学家们将密切关注并测量撞击对小行星绕其较大同伴迪迪莫斯轨道的加速程度,并获得有关偏离危险小行星轨道的第一手真实数据。二晶磷大约有一个足球场那么大探测最早在当地时间晚上10:20,猎鹰9号火箭将从加利福尼亚州的范登堡航天部队基地发射。它将环绕太阳运行,并在明年秋天与小行星相撞。届时,它们将相对接近地球。在最后几个小时内,探测器将接管导航并实现自动驾驶在最后一个小时,dart将探测到宇宙飞船将发现二晶磷,并试图以每小时24000公里的速度与它正面碰撞。仅仅与这样一个小物体建立联系就是一个科学上的胜利。美国宇航局的模型显示,猛烈的撞击应该足以将一颗小卫星的轨道时间缩短约1%,这样地球上的望远镜就可以探测到变化为什么打它而不是炸掉它?这是因为爆炸可能含有金属或巨石的太空岩石(如小行星)将导致不可预测的后果。绕行轨道的方法更加温和,这可以确保小行星在未来的许多年中在远离地球的地方无害地运行近地天体研究中心(Paul Chodas)主任保罗·乔达斯(Paul jordas)说,在未来50年内,已知的足以对地球造成损害的小行星中,没有一颗有很大机会撞击地球。他的团队对小行星和彗星进行分类和跟踪。这些天体的轨道使它们有机会进入地球的近似轨道范围,即距离太阳1.95亿公里以内。图2:NASA阿波罗计划期间宇航员在月球上留下的足迹——大多数已知的小行星是通过地面光学望远镜发现的,有些是通过名为neowise的红外空间望远镜定位的,该望远镜探测近地轨道小行星的热信号。其中近三分之二都很小,即使它们来到地球,也会在大气中燃烧。然而,一些足够大的小行星非常危险,比如导致恐龙灭绝的撞击乔达斯说,科学家已经发现了95%的近地小行星,这些小行星的大小足以造成全球灾难,比如直径1公里或更大。最大的小行星直径超过6公里,但仍远小于导致恐龙灭绝和直径达10公里的“巨兽”的撞击力较小的小行星仍将对地球造成巨大的区域性破坏,用目前的技术很难探测到。该模型显示,只有40%的直径超过140米的小行星被发现,比如迪迪莫斯及其小型卫星。这远远低于美国宇航局设定的至少90%的目标。乔达斯说:“一些小行星很狡猾,它们的轨道使它们很难被发现。”
为什么美国宇航局选择小卫星二形物作为理想的撞击目标,因为它非常常见,但位置非常特殊。乔达斯说,它可能是一颗球粒陨石,常见的小行星,由45亿年前行星形成时留下的岩石和金属碎片组成。没有人确切知道它的形状,但考虑到它更大的尺寸,如果它飞向地球,人们一定想改变它的轨道方向大约六分之一的近地小行星在重力作用下成对或成组连接,就像迪迪莫斯和迪迪莫斯一样。这就是为什么我们知道这颗小卫星的存在:地面上的望远镜将每隔11小时55分钟环绕迪迪莫斯一周,以检测迪莫斯是否有规律地变暗变亮探测器的正面碰撞预计会使这颗小卫星的速度减慢到足以使迪迪莫斯的重力将其拉近并加速其轨道。撞击过程中从陨石坑中飞出的岩石羽流也可能提供额外的推力这次撞击将发生在距离地球1078万公里的地方,大约是地球到月球距离的28倍。这一距离足以进行高速数据传输,并且允许地面望远镜探测小型卫星轨道的变化。然而,这还远远不够,整个工作是一个重大的技术挑战。如果探测器不命中,这颗小行星将在几十年内不再接近行星防御技术会被滥用吗?
尽管这只是一次尝试,dart的影响也将标志着人类与我们所居住的太阳系之间的新关系,这可能是一个值得纪念的里程碑几十年来,人类在月球、火星和其他天体上留下了足迹。但到目前为止,轨道力学还没有留下人类的指纹。这将是太阳系永恒之舞上的第一个人类指纹。德拉瓦大学的外层地理学家Ellie Armstrong说:“人类可以在太阳系中做任何事情,我们甚至可以改变天体的方向。”
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