新京報(bào)訊（記者 張璐）北京時(shí)間11月24日下午，美國航空航天局NASA發(fā)射“雙小行星重定向測試（DART）”，利用一顆重約550公斤的航天器，以約6.6公里每秒的速度，高速撞擊Didymos雙小行星系統(tǒng)中較小的衛(wèi)星Dimorphos，驗(yàn)證動(dòng)能撞擊防御小行星技術(shù)。

　　近年來，近地小行星頻繁“造訪”地球，但大多有驚無險(xiǎn)。此次任務(wù)如何防御小行星撞擊地球？后續(xù)如何評估任務(wù)效果？對此，中科院紫金山天文臺近地天體探測和太陽系天體研究團(tuán)組更席科學(xué)家趙海斌進(jìn)行了解答。

　　趙海斌：潛在威脅天體是指直徑大于等于140米，且與地球軌道交會(huì)距離小于0.05天文單位（約750萬公里）的近地天體，包括小行星和彗星。

　　地球曾被小行星撞擊過無數(shù)次，小行星撞擊可能造成區(qū)域性的災(zāi)難，甚至導(dǎo)致地球生態(tài)環(huán)境的變化，恐龍滅絕就被認(rèn)為是小行星撞擊地球后導(dǎo)致的。2013年，俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州發(fā)生小天體撞擊事件。天體在穿越大氣層時(shí)摩擦燃燒發(fā)生爆炸，產(chǎn)生大量碎片，“隕石雨”墜落造成建筑窗戶玻璃破裂，1300多人受傷。

　　趙海斌：Didymos小行星于1996年由美國Spacewatch巡天計(jì)劃發(fā)現(xiàn)。雙星系統(tǒng)中，主星Didymos直徑約780米，衛(wèi)星Dimorphos直徑約160米，每11.9小時(shí)環(huán)繞Didymos小行星運(yùn)行一圈。Didymos雙小行星系統(tǒng)運(yùn)行在一條環(huán)繞太陽的橢圓軌道上，環(huán)繞太陽運(yùn)行一圈需要約770天。

　　防御小行星撞擊地球的手段可以歸成兩大類，一種是脈沖式改變小行星軌道，甚至將其摧毀；另一種則是漸變式改變小行星的軌道，直至消除威脅。

　　DART任務(wù)正是通過撞擊改變Dimorphos相對Didymos小行星的運(yùn)行軌道，使其繞轉(zhuǎn)周期縮短約10分鐘。通過地面光學(xué)測量，可以測量到周期變化，進(jìn)而估算撞擊產(chǎn)生的速度增量，評估動(dòng)能撞擊防御小行星的效率。

　　趙海斌：Didymos距離地球比較近，也足夠大，所以被列為對地球潛在威脅小行星（PHA）的范疇。但是幾百年內(nèi)，該雙小行星并不會(huì)來撞地球，所以用動(dòng)能撞擊它后非常安全。

　　另外，這個(gè)目標(biāo)是1996年發(fā)現(xiàn)的，距今已經(jīng)有25年的時(shí)間，由于觀測比較多，對其軌道精度和特性了解得比較清楚。紫金山天文臺近地天體望遠(yuǎn)鏡持續(xù)跟蹤觀測這個(gè)目標(biāo)，在2015年、2019年、2020年和2021年都對其進(jìn)行了監(jiān)測，為提高其軌道精度做出了貢獻(xiàn)。

　　同時(shí)，這個(gè)目標(biāo)是被雷達(dá)觀測過的，大家對其形狀、大小、表面材質(zhì)等物理特性比較了解，可以評估其被撞擊后的狀態(tài)，降低風(fēng)險(xiǎn)。

　　趙海斌：撞擊也是有講究的。這次任務(wù)是撞擊雙星中較小的“衛(wèi)星”Dimorphos，撞擊后，Dimorphos會(huì)改變繞主星Didymos的旋轉(zhuǎn)速度，但不會(huì)脫離主星的引力束縛，只是減小了衛(wèi)星的繞轉(zhuǎn)周期。如果“追尾”撞擊，相當(dāng)于給衛(wèi)星加速，如果撞不好，說不定使衛(wèi)星脫離軌道，反倒有可能威脅地球。

　　當(dāng)然，也可以撞擊主星，但是主星相對于太陽的公轉(zhuǎn)周期的改變在觀測上很難顯現(xiàn)出來。而撞擊雙星中的衛(wèi)星，其繞主星的旋轉(zhuǎn)周期改變很容易看出來，因此有利于評估撞擊效果。

　　趙海斌：Didymos雙小行星系統(tǒng)每20年到達(dá)地球附近，下次接近地球是在2022年10月4日，屆時(shí)距離地球近約1066萬公里，這正是DART任務(wù)選擇的撞擊窗口。

　　11月24日航天器發(fā)射，明年9月底正好可以到達(dá)指定位置。此時(shí)，該小行星系統(tǒng)亮度達(dá)到14.5等（星等是衡量天體光度的量，星等值越小，目標(biāo)就越亮），是視亮度亮的時(shí)間段，對于地面上的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和雷達(dá)來說，有非常好的觀測條件，有利于地面觀測設(shè)施全程監(jiān)測評估撞擊過程。

　　趙海斌：NASA發(fā)射的撞擊任務(wù)并不是單一的任務(wù)，撞擊后，我們能監(jiān)測雙星系統(tǒng)短期的變化。2024年10月，歐洲航天局還會(huì)發(fā)射探測器HERA，探測器將于2026年到達(dá)雙星系統(tǒng)的衛(wèi)星附近，近距離觀測撞擊后衛(wèi)星上的特征，以更好地評估撞擊的效果。這兩次任務(wù)相當(dāng)于一套“組合拳”。

　　趙海斌：航天器以約6.6公里每秒的速度進(jìn)行高速撞擊，是非常快的，相當(dāng)于從地球上發(fā)射一顆子彈，去撞擊在太空中高速飛行的另一顆子彈。所以要對航天器進(jìn)行精準(zhǔn)控制，這是此次任務(wù)的難點(diǎn)。

　　趙海斌：美國在2005年就曾經(jīng)用航天器撞擊過彗星“坦普爾一號”，但由于彗星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，其軌道改變很小，不利于很好地評估。此次任務(wù)是全球小行星防御任務(wù)，相當(dāng)于2005年任務(wù)的“升級版”，可以很好地評估撞擊的效應(yīng)，為以后制定防御策略進(jìn)行探索。
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