NASA航天器撞击小行星，一场低廉的作秀？

落叶的梧桐

本文来自微信大众号：观网财经（ID：tiequanhe），作者：李泽西、连政，原文标题：《人类初次行星进攻演习，胜利了》，题图来自：《不要低头》
探月发射方案延续“鸽”了屡次的美国航天局NASA，终于有些好动静了：它完成了人类历史上初次改动小行星轨迹的尝试。
北京时间27日早上7:14，NASA和约翰斯·霍普金斯大学运用物理试验室联结发展的“双小行星改道测试”（DART）航天器离地球十一40万千米处胜利撞击“65803 双生星”的卫星“双卫一”。这是NASA旗下“行星进攻协调办公室”自2016年创建以来的初次“进攻”名目。






撞击前最初几秒钟航天器传回来的图象（图源：NASA）
该航天器主体高1.2米，长宽均为1.3米，重量仅570千克。用它撞击重数百万吨的“双卫一”，似乎完善的诠释了“螳臂当车”。航天器的撞击速度达每秒6.6千米，可以升高“双卫一”时速约1.5米。


蓝标从左到右：“DART”航天器，“双卫一”，“双生星”尺寸比较，“DART”太阳能电池板展开后长度可达19米，然而主体远远没有这么大（图源：NASA）
“双小行星改道测试”还包罗子探测器“LICIACube”，在9月十二日早上7:14从主航天器剥离，于27日早上7:17飞经“双卫一”。该探测器是意大利初次单独运转的深空探究卫星，旨在配合撞击工作，采集撞击后的探测数据，并在将来几天内逐步将所获数据传输回地球。
除了意大利单独的参预，欧洲航天局还方案于2024年发射“Hera”探测器，2027年到达“双生星”所在区域，以发展更为深化的迷信探测，包罗撞击给“双卫一”所带来的动量和撞击陨坑的状态，以片面评价此次撞击的“效力”，从而进步人类关于如何最无效地改动小行星轨迹的理论教训。
假如“双卫一”是一颗坚硬的实心小行星，那末航天器只能在其外表砸出一个小坑，“双生星”与“双卫一”之间的间隔会有所缩短；但若“双卫一”是由少量碎岩组成的，撞击会把少量岩石送入太空，犹如“发起机”个别的推力，将让两颗小行星的间隔明显缩短。


NASA撞击“双卫一”示用意
人类初次无意识地改动小行星轨迹
美国和欧洲航天局在2015年发展“改动小行星轨迹”的“艾达工作”协作，本来方案欧洲于2021年线进行“小行星撞击工作（AIM）”来具体探测小行星特性，为“双小行星改道测试”探路。但是，欧洲航天局因为德国选择专一探究火星，回绝提供足够经费而保持了本人的方案，改成隶属美国航天局的方案。
“双小行星改道测试”航天器于2021年十一月24日发射，利用马斯克旗下“SpaceX”的“猎鹰9号”飞船升天。原本，航天器配有进化氙气推动器“NEXT”，利用太阳能提供的能量减速氙粒子到每秒40千米作为推力，不外由于“猎鹰9号”较高的效力，“NEXT”推动器简直没有真正用上。
航天器上配备了“SMART Nav”自主“导航”零碎，可自动辨认和区别“双生星”和“双卫一”，据此与其余数据调剂航天器的轨迹。
在9月初，航天器最初确认了“双卫一”的轨迹，同时肯定其轨迹未受除了引力之外的其余外力的明显影响，这样能够确定其轨迹变动彻底源自撞击。在航天器撞击“双卫一”的瞬间，它间隔地球十一40万千米，光需38秒逾越该间隔。


“双小行星改道测试”航天器（粉）从地球（深蓝）驶向“双生星”（绿）的途径（图源：Phoenix7777）
担任这次撞击的“行星进攻协调办公室”，专门检测和追踪近地小行星，辨别飞向地球的大型物体，并提出转移计划。只管这是该署初次“进攻地球”的工作，且“双生星”被以为是对地球构成潜伏风险的天体，不外NASA称地球将来几百年内不遭到“双生星”或“双卫一”的要挟，这次名目纯正为了迷信和测试意义。NASA和欧洲航天局均称撞击力度只会改动“双卫一”的轨迹不到1%，缺乏以使得这两个天体转而“瞄准”地球。
按照NASA提供的定义，“潜伏要挟天体”需直径大于140米，据地球比来间隔为750万千米之内，即地月间隔的19.5倍。“双生星”零碎于2003年据地球718万千米，按照撞击前的数据，预计将于2十二3年据地球590万千米；“双生星”直径为780米摆布，而“双卫一”直径为160米摆布。
“双生星”发现于1996年，于2003年被美国阿雷西博天文台证明有本人的卫星，因此被命名为“双生星”（Didymos）。


“双生星”直径与罗马斗兽场差未几（图源：NASA）
“双卫一”在2020年正式获国内天文学联结会（IAU）起名为“Dimorphos”，在希腊语中意为“有两种状态”；按照国内天文学联结会，这凸显“‘双卫一’将是首个受报酬干预（撞击）而改动运转状态的天体”。提知名称的希腊星球迷信家克莱奥门尼斯·钦加尼斯（Kleomenis Tsiganis）曾表现，“双卫一”由“双小行星改道测试”航天器看到时将是一个状态，2027年“Hera”探测器所观测到的将是另外一个状态。
在27日以前，“双卫一”与“双生星”核心相距约十一90米，此前以近乎正圆（离心率小于0.05）的轨道运转，轨道周期为十一小时55分钟。NASA逆着“双卫一”的运转轨道撞击它，升高其时速约1.5米，从而使其根据更小的椭圆轨道运转，同时升高其轨道周期10分钟（成为十一小时45分钟）。这是由于NASA以为，假如从相同标的目的撞击，将其轨道周期延伸至十二小时摆布，或与地球的日夜循环高度重合，恐削减丈量难度。
“双卫一”每次通过“双生星”后方时都会遮挡光线；经过丈量亮度变动的频率，迷信家可在将来数十小时内得出其新的轨道周期，从而判别测试效果。
如何防止恐龙灭绝的命运？
小行星可以带来生命，也能覆灭生灵。目前对于月球造成最广泛承受的看法是“大碰撞说”，即刚造成的地球与一个火星大小的天体碰撞，造成了月球。迷信家以为，月球不乱了地球的自转，免其时时大范围改动自转而形成频繁的大灭绝，月球带来的潮汐放慢了物种“登陆”的速度，月球乃至多是地壳静止的一大推力。尔后撞击地球的小行星随身携带着地球表层现有的水；在地球造成期间，其低温不允许少量水份滞留。能够说没有小行星撞击，也许就没有人类。
但是，人们最相熟的一次小行星撞击事情。恐怕是6600万年前促使恐龙灭绝的希克苏鲁伯陨石，它直径约为10千米，重约1亿亿吨。这促使了一切非鸟类恐龙以及寰球75%动动物种灭绝。在当代最著名的陨石撞击事情是2013年车里雅宾斯克陨石撞击事情，一个直径约20米，重约1万吨的陨石在俄罗斯上空爆炸，致数千人受伤。
相较这两颗小行星，“双生星”和“双卫一”不大不小，直径在100米和1千米之间。“双生星”重约5.4亿吨，而“双卫一”重约480万吨。比拟而言，570千克重的“双小行星改道测试”航天器，连小行星的零头都算不上，能明显改动“双卫一”的轨迹已实属不容易。
2021年底播出的讥刺电影《不要低头》讲述的就是小行星行将撞击地球之际，地球上的美国政府一开始疏忽要挟，后因小行星含有珍贵金属而保持改动其轨迹的方案，希图使用核弹打碎小行星以开采，失败后引来人类末日。该片意在讥刺多国政府和媒体等组织就气象变动要挟的不作为，不外也诱发了人们关于来自小行星要挟的耽忧。


《不要低头》剧照
在理想糊口中，有钻研以为用核弹打碎或打偏飞向地球的小行星的确是个可行的计划，且胜利率和效力其实都很高，“最初一刻”反映过去均可能来得及。但也有钻研强调其不肯定性，难以预测碎片航行轨迹，可能危机人类通信所需的人造卫星，且有使用核武器自身的危险。地球上多国政府和组织也都在追踪近地天体的轨迹，并进行尽量远期的途径预测，防止暂时发现撞地小行星。
往年4月，美国国度迷信院、工程院和医学院公布了行星迷信“十年布局”，将“行星进攻工作”列为美国将来十年的重点名目之一。
“双小行星改道测试”协调担任人南希·查博特（Nancy Chabot）正告说，假如要让这类“动能撞击器技术”发扬作用，太空机构必需及早发现有要挟的小行星，以便于航天机构履行工作，“这不是你能拖到最初一刻才做的事，你需求提前多年采用行为。”
按照2021年的一次摹拟，NASA的迷信家以为，假如要防止小行星直击地球，需提前5到10年就进行筹备。这是由于据撞击预计时间较久的话，较小的轨迹改变也跟着时间和间隔而发生较大的地位改变，从而可以轻松化解潜伏要挟。
据长征三号甲系列火箭总设计师兼总指挥龙乐豪7月引见，中国或将于2026年独立发展小行星轨迹改动的“近地小行星‘2020 PN1’进攻零碎”工作。


龙乐豪引见“近地小行星‘2020 PN1’进攻零碎”工作
一场低廉的作秀？
关于此次发射，行业专家的看法批驳纷歧。名目担任人查博特以为，这次测试十分首要，以确保比及需求的时分人类能够改动撞地小行星轨迹。
佛罗里达理工学院航空航天、物理学和空间迷信副传授马库斯·威尔德（Markus Wilde）向Mashable博客表现，人类以后关于小行星堪称毫无防范，这次测试有助于加强人类防备才能。
贝尔法斯特女王大学天体物理学家艾伦·菲茨西蒙斯（Alan Fitzsi妹妹ons）以为，“双小行星改道测试”目的在于测试咱们从何尝试的小行星轨迹改动技术，假如地球面临小行星撞击的可能，需采取相似的技术。
不外，也有专家质疑该名目详细完成的目的。航天喜好者，英文电子杂志“Go Taikonauts”兴办人陈蓝向视察者网表现，航天器品质过小，难以对真正有要挟的小行星形成影响，从迷信角度来看，“撞一下拿些数据何尝不成”，后果“靠实践计算也根本靠谱”，然而专门为此立项公道性缺乏。
该名目共耗损NASA超过3亿美元。2005年的“深度撞击号”就曾撞击“坦普尔1号” 彗星，那次的指标是探测彗星的构造与物资构成，并未刻意尝试改动其轨迹。不外，“深度撞击号”撞击发生的能量接近引爆5吨TNT火药，而撞击速度相对于较慢的“双小行星改道测试”航天器撞击发生的能量仅约为引爆3吨TNT火药。固然，因为“双卫一”不断环抱同一小行星，其轨道变动更容易于观测，因此也无需鼎力撞击。


“深度撞击号”撞击“坦普尔1号”彗星瞬间
北京理工大学空间政策与法律钻研院院长王国语以为，虽然验证行星进攻才能关于保障人类免受小行星撞击危险有首要意义，但相干技术才能也拥有潜伏的军事用处；为防止曲解误判，行星进攻才能验证也招考虑相干信息的地下通明，并应激励以国内协作的方式来发展。
陈蓝以为，抓取大石头撞击小行星意义更大；这就是中国迷信院国度空间迷信核心钻研员李明涛、周炳红等人提出的“以石击石”构想。然而用航天器撞击，以期待采用这类形式面对有朝一日的撞地小行星不太可行。他表现，这个试验非技术意义更大，“像NASA为国会进行的一场扮演，为了获得更多的拨款”。
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