NASA成功撞擊1100公里外小行星！人類史上首次，主動避免恐龍覆轍_風聞

　　金磊 Alex 發自 凹非寺

　　量子位 | 公眾號 QbitAI

　　家人們，見證歷史了！

　　就在剛剛，人類完成了首次行星防禦演習的撞擊任務：

　　由NASA發射的DART（戲稱“打他”）航天器，成功撞擊距地1100萬千米的一顆小行星。

　　以往只能在《星際迷航》、《獨行月球》等科幻片裏才能看到的場景，這次真真兒地在現實上演。

　　而NASA此次演習的目的也與科幻片如出一轍，正是為了防止近地小行星撞擊地球帶來的威脅做準備。

　　畢竟之前有研究表明，6500萬年前“希克蘇魯伯小行星撞擊”事件直接導致了恐龍的滅絕。

　　DART的這一猛撞，要做的是改變這顆小行星的運行軌跡，像這樣：

　　雖然目前撞擊已經完成，但小行星的軌道是否發生了變化，還需要天文學家進一步通過望遠鏡來測量確定。

　　不過毋庸置疑的是，此次任務的結果會為科學家們提供製定行星防禦計劃的關鍵數據。

　　若是接下來小行星的軌道被確認發生改變，那這項技術便可以在將來偏移那些可能直奔地球的小行星了。

　　正如負責NASA此次項目的Lindley Johnson表示：

　　這不僅對NASA來説是一個振奮的時刻，對航天史和人類歷史亦是如此。

　　這次演習對我們地球的未來極其重要。

　　人類史上首次行星防禦演習

　　正如剛才演示中所看到的，DART此次所要撞擊的小行星名叫Dimorphos，直徑約163米。

　　而它和另外一個直徑約780米的行星Didymos組成了一個雙行星系統（我們暫且稱它們為“孿小星”和“孿大星”）。

　　DART則是用自己19米的身軀，以6.6公里/秒的速度故意撞向孿小星，讓它的軌道速度改變0.1%。

　　（值得注意的是，這兩顆行星對地球的威脅幾乎為0。）

　　這次DART可謂是“輕裝上陣”，它所使用的唯一儀器便是光學導航相機DRACO。

　　DRACO將捕獲孿大星和孿小星的圖像，同時還將支持航天器的自主導航系統SMART Nav引導DART進行撞擊。

　　據NASA科學家Tom Statler所述：

　　由於我們從來沒有近距離觀察過孿小星，所以它長什麼樣、什麼形狀我們一無所知。

　　這也是撞擊小行星任務中的難點之一。

　　而且在撞擊前1小時，孿小星在DRACO視野範圍內僅僅是一個像素的小點點：

　　而在撞擊前10分鐘左右，已然可以區分較大的孿大星和較小的孿小星：

　　隨着距離的逐步逼近，直播間的評論區也是激動不已（原速播放）：

　　倒計時1分鐘左右，當DART成功繞開孿大星，徑直飛向孿小星時：

　　最後，隨着“3、2、1”的倒數，DART成功撞擊孿小星！

　　NASA指揮中心已然是一片歡呼雀躍的狀態，紛紛高呼**“We did it！”**。

　　600kg航天器撞擊50億kg小行星

　　事實上，在這次書寫歷史的撞擊發生前，DART航天器已經在太空中旅行10個月了。

　　去年11月24日凌晨1點21分（美東時間），DART航天器搭載SpaceX的獵鷹9號火箭在加州范登堡空軍基地發射升空。

　　升空一個多小時後，DART和火箭的第二級助推器分離，然後進入預定軌道。

　　在飛離地球之前，DART還圍繞着我們飛了數圈，並在此期間利用電動推進器不斷加速，達到第二宇宙速度（人造天體無動力脱離地球引力束縛所需的最小速度）。

　　DART是NASA和APL（約翰霍普金斯應用物理實驗室）的一個聯合項目，目前已耗資約3.25億美元（約合人民幣23.24億元）。

　　這個撞擊小行星的航天器，本身體積並不算大，它的三維（長寬高）僅為1.8 × 1.9 × 2.6 米，相當於兩個家用衣櫃的大小。

　　****△圖源NASA：DART探測器與封裝它的火箭整流罩相比，非常迷你

　　而其體重僅約670千克，還不到一輛普通SUV的一半。

　　不過為了自主飛行，DART還搭載了兩塊大型太陽能電池板，當其完全展開時“臂展”可達19米左右。

　　DART航天器在撞擊小行星前，一直都在使用安裝在自己身上的相機DRACO拍攝自己的“太空見聞”。

　　先前在今年7月，DART已通過DRACO第一次拍到了小行星Didymos，也就是這個雙行星系統中的孿大星。

　　但是由於DART必須為了這次撞擊“犧牲”，所以還需要一個小助手來記錄下它撞擊瞬間和之後的照片。

　　而DART的小助手，就是立方星LICIACube。

　　這傢伙外觀看起來就是一個小盒子，它在伴隨DART在浩瀚宇宙中飛行了很長一段時間後，已經於9月11日和DART分離。

　　LICIACube可以用自己的推進系統調整軌道，在撞擊發生的大約3分鐘後飛掠孿小星。

　　關於這個撞行星的航天器DART，就先説到這裏。

　　到此你也許還會疑惑：那為什麼要選擇Didymos雙星系統來做測驗，而且為啥還要選小的那一顆來撞呢？

　　首先，在DART撞擊時，Didymos系統距地球大約1100萬公里。

　　這個距離就很妙了，可謂“不遠不近”的理想測試地點：

　　一方面，這相當於約143個地月距離，這顆小行星對地球不構成實際威脅，也不必擔心撞擊之後會對我們帶來什麼困擾。

　　而另一方面，這也僅為地球到火星最近距離的五分之一，所以不用太費力氣就可以觸及。

　　DART任務組的成員表示，10個月的旅程對於一項太空任務來説是相當快的。

　　此外，在這個位置還方便哈勃、韋伯太空望遠鏡、NASA的小行星探測器“露西”，以及地面上的一眾望遠鏡拍攝。

　　至於為啥要選小的這顆，原因之一是這顆小孿星的體積和眾多近地天體類似。

　　從目前已被發現的近地天體來看，像孿大星這樣直徑大於0.5km的約有120萬個左右；而如果算上孿小星這樣直徑大於0.1km的，數量就直接飆升到了驚人的2500萬以上。

　　此外，嚴格來講，孿小星算是孿大星的衞星。在撞擊小星後，天文學家們也可以通過觀察大星的明暗變化，比較方便地測算出這次撞擊對小星公轉週期的改變值。

　　另外值得注意的是，孿小星只是“相對較小”罷了。（畢竟人家好歹是一顆衞星）

　　據科學家估算，它重達50億千克，是DART航天器質量的746萬倍左右。

　　所以關於DART撞孿小星，用任務負責人Nancy Chabot的話來説——

　　就相當於一輛高爾夫球車撞上胡夫金字塔，它不會把這個小天體撞壞，最多隻能輕微改變孿小星的公轉軌跡。

　　(即使撞錯了地方也無大礙)

　　小行星存在的威脅

　　説到撞擊天體的航天器，DART還真不是第一個。

　　在此之前，深度撞擊號（Deep Impact）和隼鳥2號（Hayabusa 2）就已經幹過這事了。

　　但它們的目的和DART卻有不同，分別是對了解彗星形成演進以及生命起源產生了重要意義。

　　而這次DART雖是第三次航天器撞擊天體，但卻是人類首次以“主動出擊”的形式來改變小行星的運動軌跡。

　　前文提到，據統計，目前已發現超過2500萬個孿小星大小的天體對地球產生着威脅。

　　從1980年至今的統計來看，近地小行星的發現速度呈指數型增長。

　　而且它們移動的速度非常之快，大約是72000公里/小時。

　　若是以如此質量和速度撞擊地球，就相當於一場約10兆噸級的大爆炸。

　　人類歷史記錄上最大的爆炸——通古斯大爆炸（1908年），其量級為12兆噸，當年便摧毀了面積達2000平方公里的針葉林，推倒了約8千萬棵樹。

　　而對於那次的事件，科學界普遍認為是一顆直徑65米左右的石質小行星引發的。

　　時間更近一些的，例如2013年2月15日，發生在俄羅斯車里雅賓斯克州的天體墜落事件也是令人印象深刻。

　　當時這顆隕石直徑達到了約16米，它在穿越大氣層時摩擦燃燒，發生爆炸，產生大量碎片，形成了所謂“隕石雨”。

　　在墜落區域，許多建築的窗户玻璃破裂，該事件已造成1200多人受傷。

　　據科學家們的推測，萬一這顆巨大的隕石真的撞到了薩特卡市，它爆炸起來的威力大約等於50萬噸TNT當量。

　　因此，也就不難理解NASA為何要執行行星防禦演習了。

　　至於這次DART是否成功改變了孿小星的運行軌跡，還需進一步等待天文學家的觀察。

　　參考資料：

　　[1]https://dart.jhuapl.edu/Mission/index.php

　　[2]https://www.youtube.com/watch?v=lfZPtY5D0ys

　　[3]https://bigthink.com/starts-with-a-bang/redirecting-a-killer-asteroid/

　　[4]https://earthsky.org/space/dart-impact-an-asteroid-on-september-26-2022/

　　[5]https://interestingengineering.com/science/can-we-deflect-an-asteroid-by-crashing-into-it-space-engineering-expert-weighs-in