全球矚目!世界行星防御第一次實測,DART與小行星激烈碰撞

按計劃,北京時間9月27日07:14,抵達目標雙小行星系統(tǒng)迪迪莫斯(Didymos)附近的雙小行星重定向測試(Double Asteroid Redirection Test,DART)任務探測器,將開展動能碰撞偏轉(zhuǎn)(kinetic impact deflection)測試,撞擊迪迪莫斯系統(tǒng)當中小行星迪迪莫斯的衛(wèi)星迪莫福斯(Dimorphos),這將是世界航天史上第一次行星防御測試。

迪迪莫斯(Didymos)近地雙小行星系統(tǒng)是哪一顆星?
近地雙小行星系統(tǒng)迪迪莫斯(Didymos),由直徑約780米的小行星迪迪莫斯(Didymos)和圍繞其運行的較小的、直徑約160米的迪莫福斯(Dimorphos)組成,二者球心距離約為1.2千米。兩顆小行星的名稱均來自希臘語,其中Didymos希臘語意為“孿生”,Dimorphos意為“兩種形式”。在雙小行星系統(tǒng)中,衛(wèi)星迪莫福斯以約18厘米/秒(0.63千米/小時)的速度繞迪迪莫斯公轉(zhuǎn),周期為11小時55分鐘。迪迪莫斯自轉(zhuǎn)周期約為2.26小時,衛(wèi)星迪莫福斯最可能以與其公轉(zhuǎn)相同的——不到12小時的周期自轉(zhuǎn),這樣才能保持始終以同一半球面對迪迪莫斯。

迪迪莫斯(Didymos)系統(tǒng)繞太陽公轉(zhuǎn)周期為2.11年(770天),其運行在一個遠日點約2.27天文單位(AU,1AU=日地平均距離1.496千米)、近日點約1AU的橢圓軌道上(地球公轉(zhuǎn)軌道1000千米以外)。

只為“撞擊”的DART探測器
DART探測器項目由美國航空航天局(NASA)行星防御協(xié)調(diào)辦公室(Planetary Defense Coordination Office,PDCO)領(lǐng)導,約翰斯·霍普金斯應用物理實驗室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory,APL)負責開發(fā)和管理,主體長1.19米,寬1.31米,高1.31米,質(zhì)量610千克。該探測器于2021年11月24日在范登堡太空軍基地由“獵鷹九號”火箭發(fā)射升空。

迪迪莫斯偵察和光學導航小行星相機(Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation, DRACO)是DART探測器上唯一的探測儀器,除了用于捕獲雙小行星的圖像,它還將支持航天器的自主導航系統(tǒng)——小體機動自主實時導航(SMART Nav)——引導DART撞擊。

此外,DART探測器還搭載了LICIACube(發(fā)音為LEE cha cube)立方星,由意大利航天局(ASI)研制,已于9月11日從DART探測器上分離。LICIACube將用于記錄DART撞擊的影響,用它的兩個光學相機:LUKE(LICIACube Unit Key Explorer)和LEIA(LICIACube Explorer Imaging for asteroid)拍攝小行星表面的獨特圖像以及被撞隕石坑噴出的碎片。每個攝像機都將會在DART發(fā)現(xiàn)并跟蹤目標小行星迪莫福斯的過程中收集科學數(shù)據(jù),以傳輸給衛(wèi)星的自主系統(tǒng)。

撞擊將產(chǎn)生多大影響?
在撞擊的最后階段,DART探測器將以大約6.15千米/秒的速度撞向迪莫福斯(Dimorphos)小行星,后者的公轉(zhuǎn)周期會因此降低幾分鐘,速度至多降低約1%(接近0.2厘米/秒),但是更重要的是會使迪莫福斯的軌道半徑略微減小,達到改變其軌跡的測試目的。

LICIACube將在DART撞擊后約三分鐘飛越迪莫福斯(Dimorphos)小行星,去確認探測器的撞擊,觀察噴射物羽流的變化,可能會拍攝到新形成的撞擊坑的圖像,并對迪莫福斯另外半球進行成像。

此行,DART探測器撞擊的目標小行星自然運行狀態(tài)下不會對地球造成任何威脅,但DART任務將驗證航天器可以自主導航去撞擊相對較小的小行星,并證明這是一種可行的技術(shù),如果發(fā)現(xiàn)小行星撞向地球可以通過動能撞擊使小行星偏離原軌道。一次遙遠的撞擊,一次人類歷史上第一次行星防御測試,全球目光正在匯聚在地球以外1100萬千米的星空。
作者:大白高國
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