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人类首次行星防御演习成功 “太空飞镖”出手击中小行星

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2022-10-08 09:27:08 来源:钱江晚报

  北京时间9月27日清晨,人类首次行星防御演习成功。在距离地球大约1100万千米的太阳系某处,一枚探测器主动撞击一颗小行星。

  这次成功的实验给大家做了一次演习,毁灭恐龙的小行星撞地球的灾难,人类有办法防御了。

  为了让同学们更深入地了解美国宇航局NASA的这个叫“飞镖”(DART)的任务,我们邀请上海天文馆施韡老师为我们解读背后的科学知识。

  让恐龙灭绝的灾难,可能再次降临?

  说到小行星的威胁,免不了让人想到曾统治地球至少1.6亿年的恐龙。

  “同学们可能知道,大约6500万年前,一次巨大的小行星撞击事件造成了恐龙灭绝。”施韡老师说,“目前人类已经发现大约有2万多颗近地小行星,对我们的地球有潜在的危险。”

  虽然现在没有证据表明“史前文明”遭遇过类似的灭顶之灾,但小规模的小行星撞击地球或地球大气层的事件时有发生。

  最近一次让人印象深刻的,就是2013年2月15日俄罗斯的车里雅宾斯克陨落事件。这是一颗直径为20米的小行星,在闯入地球大气层以后,在距离地面约30000米高空爆炸,释放出的能量为40~50万吨TNT当量(相当于30颗广岛原子弹),间接造成1400多人受伤。由于发生在白天,亮如太阳的壮观火流星被大量的行车记录仪拍下。

  “所以,对小行星撞击地球的担忧并非杞人忧天。”施老师告诉记者,“如何防御小行星撞击现在已经成为全球性的共同议题。而NASA的这次DART任务,正是为了评估这种行星防御方式是否可行。”

  “太空飞镖”是一枚低成本“炮灰”

  如何防御小行星的撞击呢?“科学家们提出了几种方案:炸、撞、藏。”施老师说。

  炸:使用大量的炸药、导弹将小行星炸碎。撞:通过主动撞击,就像打桌球一样使其偏离轨道,消除对地球的威胁。藏:惹不起咱还躲不起么?如果对付不了飞驰而来的小行星,那么只能在撞击到来前尽快进入掩体躲藏起来,当然前提是要有足够的预警时间。

  “如果发现某个小行星对地球构成较大威胁,最好是提前干预。不等它撞我,先将其撞出威胁范围。”

  美国航空航天局(NASA)的飞镖项目(DART)就是这方面的开路先锋。DART,可直译为“双小行星撞击转向试验”。英文单词DART有“飞镖”的意思,这项任务的标识也使用了飞镖形态,象征探测器能像一支飞镖那样正中目标。

  这枚“太空飞镖”其实挺“袖珍”的,它的质量只有610 千克。除了少量传感器和摄像机以外,这枚“飞镖”没有携带任何科学载荷,是个不折不扣的低成本卫星。因为,它的使命确定了它就是“炮灰”。

  当然这枚“炮灰”其实也是高科技的。新型的离子发动机、卷轴太阳能电池板、小型高转换率电池在它身上都进行了实际应用试验。

  “飞镖”的标靶:双胞胎小行星

  这支太空“飞镖”的目标:双小行星系统“狄迪莫斯”,小行星永久编号为65803号。

  “这个小行星距离比较远,目前大约距离地球1100万公里。”施老师说,“这样的小行星未来几百年内都不太可能撞击地球。它下一次接近地球是2123年11月,最近距离约为590万千米。”

  2003年,人们发现原来它还有一颗属于自己的卫星。在那之后,这颗小行星才得到了正式的命名,即“狄迪莫斯”,这在希腊语中是“双胞胎”的意思。

  它的中文名字也很有意思。既然是孪生星,那么大的就叫“孪大星”,小的就叫“孪小星”。孪大星直径780米,孪小星直径170米。DART 的目标很明确,就是对孪小星进行撞击,并观察撞击效果。

  这倒不是因为“柿子捡软的捏”,而是孪小星太合适作为这项任务的标靶了。

  首先,孪小星质量非常小,按我们现有的技术,如果对它进行撞击,有可能产生“可观测”的公转周期的变化。其次,孪小星绕孪大星旋转的过程中,这个双小行星系统的亮度会出现规律性的变化,有利于测定轨道周期。而且,实施撞击时,它们距离地球约1100万千米,足以让地面望远镜和哈勃太空望远镜进行观测,对撞击后的效果作出评估。最后,它们不会对地球造成威胁,不必担心撞击之后我们会反受其害。

  北京时间9月27日7时14分,DART迎面撞击孪小星。这样的撞击不仅会在孪小星表面留下一个坑,更会令其公转速度减小约0.4毫米/秒。

  “可别嫌它小,放大到整条公转轨道上,撞击将使得孪小星绕孪大星公转的周期发生6~10分钟的变化。这个变化,使用地面大型望远镜是能测出来的。”施老师说。有了NASA这次成功的实验,为人类今后防御小行星做了初步的准备。相信通过科学家们的不屑努力,人类不会让恐龙灭绝的灾难重演!

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标签:小行星;小星;地球责任编辑:杨烁
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