美國宇航局小行星偏轉任務凸顯行星防禦努力 - 《華爾街日報》

美國國家航空航天局能否通過高速航天器撞擊改變小行星軌道？該機構或將於週一揭曉答案——屆時一輛公交車大小的飛行器將以每小時超過14,000英里的速度撞擊一顆寬525英尺的太空岩石。

這場無人航天器與名為"迪莫弗斯"小行星的預期碰撞，標誌着NASA耗資3.25億美元的"雙小行星重定向測試"任務達到高潮。DART任務是全球首個測試未來可能保護地球免遭小行星毀滅性撞擊技術的項目。

迪莫弗斯對地球並無威脅。撞擊發生時（預計美東時間週一晚7點14分），它將距地球數百萬英里。但NASA行星防禦官林德利·約翰遜表示，如此大小的小行星若撞擊人口稠密區，可能引發"史無前例規模的自然災害"，造成數百億美元損失和人員傷亡。

超過一百萬顆大小、形狀和成分各異的小行星已知在繞太陽的不同軌道上運行。據NASA稱，未來百年內尚未發現任何小行星會與地球相撞。但行星防禦仍是該機構的重點領域。

馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家、DART任務調查團隊負責人安德魯·程表示，該任務反映了人們對小行星威脅認知的轉變。

“十年前，尤其是二十年前，人們會嘲笑我們想保護地球免受小行星威脅的想法，“程博士説，“但如今我們已經超越了那個階段。“他補充道，人們不僅認識到這種危險真實存在，更意識到"採取應對措施的可能性同樣真實——這就是DART任務的意義”。

對小行星威脅的擔憂部分源於歷史上的撞擊事件，其中一些造成了巨大影響。數千萬年前，一顆6英里寬的太空岩石的撞擊導致了恐龍滅絕。2013年，一顆約60英尺的火球襲擊俄羅斯，造成數千棟建築受損，約1500人受傷。科學家認為1908年一顆體積大十倍的小行星曾夷平了西伯利亞800平方英里的偏遠森林。

去年11月，搭載DART航天器的SpaceX獵鷹9號火箭發射升空。圖片來源：比爾·英戈爾斯/美國宇航局“這些在太空中疾馳的物體，當然已經在月球表面留下了傷痕，隨着時間的推移，它們也對地球產生了重大影響，並影響了我們的歷史，”美國宇航局科學任務理事會副署長托馬斯·祖爾布臣在最近舉行的新聞發佈會上説。祖爾布臣博士補充説，“如果你等待的時間足夠長”，還會有更多這樣的撞擊發生。

2005年，美國國會要求美國宇航局發現並追蹤90%以上尺寸大於140米、其軌道可能使它們進入距離地球軌道3000萬英里範圍內的小行星和彗星。據信，這些所謂的近地天體中，只有不到一半被發現，部分原因是其中許多天體反射的光線非常微弱，很難用地面望遠鏡觀測到。

圖集：美國宇航局的DART任務——改變一顆遙遠小行星的軌道

“對於中等大小範圍內的小行星，我們存在巨大的盲區，”加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的行星防禦項目負責人、DART任務的聯合研究員梅根·布魯克·賽爾説。

監測DART航天器的任務科學家預計，它與迪莫弗斯的碰撞將傳遞足夠的動量，使小行星的軌道改變約1%。

“你只是試圖改變它一點點，非常非常小的量，”DART協調負責人、約翰斯·霍普金斯應用物理實驗室的行星科學家南希·查博特説。該實驗室在美國宇航局行星防禦協調辦公室的指導下建造並監督DART航天器的運行。

查博特博士補充説，要讓這種所謂的動能撞擊技術發揮作用，航天機構必須能夠及早發現危險的小行星，以便執行任務。“這不是你在最後一刻才去完成的事情，“她説。“你需要在預計碰撞發生前5年、10年、15年、20年就做好準備。”

DART航天器在較大的小行星迪迪莫斯附近與雙形態星相撞的示意圖。圖片來源：約翰霍普金斯大學應用物理實驗室/美國宇航局這就是美國宇航局另一項行星防禦工作的切入點：近地天體勘測者太空望遠鏡。據美國宇航局的約翰遜先生稱，其紅外成像能力應能更容易地發現小行星，並更快地確定它們的大小和軌跡。他説，儘管預算削減導致太空望遠鏡的發射日期推遲了兩年，但該機構計劃不遲於2028年發射它。

“我希望DART能成為一個催化劑——讓望遠鏡獲得批准並儘快投入使用，“布魯克·賽爾博士説。“當然，美國宇航局必須平衡許多相互競爭的優先事項，但行星防禦是每個人都能在內心深處產生共鳴的事情。”

行星防禦被納入了美國國家科學院、工程院和醫學院4月發佈的行星科學十年調查中。這份調查每10年應美國宇航局的要求編制一次，為未來十年的科學和資金優先事項提供建議。根據總部位於加利福尼亞州的非營利組織行星協會的數據，該協會致力於促進太空探索），美國宇航局2019年的年度行星防禦預算是2009年的40倍。

約翰遜先生表示，該機構正在考慮其他偏轉或摧毀危險小行星的方案，並補充説DART任務測試的動能撞擊器技術"應該只是工具箱中的一種工具”。

其他可能的方法包括用離子束射擊小行星，或通過使用所謂的引力拖船——一艘長期靠近小行星附近並對其施加引力牽引的航天器——來改變其軌道。布魯克·賽爾博士表示，派遣航天器在來襲小行星附近引爆核裝置以在短時間內將其摧毀，也是正在考慮的方案之一。

美國宇航局將直播DART任務的高潮部分，從預計碰撞前約1小時15分鐘開始。

作者：艾琳·伍德沃德，聯繫方式：[email protected]

本文刊登於2022年9月26日印刷版，標題為《NASA演練摧毀小行星》。