史上首次,人类探测器撞击改变小行星轨道

小行星撞击地球,是人类在地球上生存和发展的最大威胁之一。在地球历史上,发生过多次因小行星撞击引起的物种灭绝事件,一颗直径十公里的小行星,就可以对地球造成超级火山爆发,特大海啸等一系列毁灭性的灾难事件,而在太阳系中,大大小小的小行星不计其数,仅在火星与木星轨道之间,就存在着近十万颗的小行星带。1994年,一颗名为苏梅克-列维九号的彗星撞上了木星,它的直径仅有1.5千米,但撞击释放的能量达到了40万亿吨TNT当量,相当于30亿颗广岛原子弹的威力,如果撞上地球,即便人类没有被完全灭绝,也会一下子被打回石器时代,上万年的文明发展毁于一旦,因此应对和防范小行星带来的威胁,是全人类不可懈怠的大事。

人类能应付小行星吗?美国国家航空航天局的DART航天器之前以高超音速撞上了一颗遥远的小行星Dimorphos,它的目标是改变小行星的运行轨道,以验证用这种方式保护地球免受小行星攻击的可能性,这也是人类首次尝试改变宇宙中天体的运动。

早在2012年NASA就开始筹划DART任务,欧洲航天局也参与了该项目,撞击目标是一个直径160米的小行星,它属于一个双小行星系统,围绕着更大的行星“迪迪莫斯”(Didymos)旋转。

它们并不会撞向地球,根据轨道计算,这个双星系统会在距离地球1100万公里处掠过,也正因为它们距离地球较远,哪怕实验失败也不会对地球造成威胁,所以才被选为靶标。

2021年12月,DART搭乘着SpaceX的火箭飞向太空,在NASA的飞行指挥下它完成了大部分航程,并在7月份用自带的侦察和光学导航小行星相机拍摄了目标系统的243张图像,地面研究人员通过这些图像完成了对目标行星的精准定位,随后的一个月团队又进行了三次轨迹矫正模拟,进一步降低了航天器撞击轨道的误差幅度。

在DART太空旅程的最后几个小时,地面人员把控制权移交到了航天器上的自主机载导航系统,期间DART上的天龙相机以每秒1帧的速度实时记录并传回地球,由约翰斯.霍普金斯大学应用物理实验室任务操作中心实时监控,并在华盛顿特区外的NASA航天局进行直播。

除此之外,DART还携带了LICIACube卫星,它已经在撞击的11天前脱离母体,将在距离撞击点1000千米远的地方观察撞击过程,并对撞击坑近距离研究。

由于撞击目标Dimorphos非常小,直径只有170米,所以在撞击一小时前才在远处看到了它,并且在传感器上还只有一个像素点的大小,随着DART的逐渐靠近,Dimorphos开始越来越大,直到铺满NASA的直播屏幕,然后信号中断,这代表DART成功撞向Dimorphos。

如果DART的撞击达到预期效果,Dimorphos围绕Didymos的公转轨道将会偏移1%,科学家事先并不知道Dimorphos的质地,要知道撞击结果究竟如何,还要等待LICIACube传回的数据,它将对整个小行星进行拍摄,整个过程大概需要几周到几个月的时间。

这并不是NASA首次的太空撞击实验,早在2005年,NASA就使用深度撞击号小型飞船装上了斯坦普一号彗星,不过这次撞击并不是为了改变它的轨道,只是为了搞清楚彗星的组成结构,所以和本次任务的意义还是完全不同的。

等到数据传回后,科学家就可以计算出把小行星撞离轨道所需的具体参数,从而在未来发生小行星威胁时,能够采用撞击的方式挽救人类。

撞击只是铲除威胁的最后一步,在这之前必须做到对小行星威胁的早期预警,即在撞击地球前的数月甚至数年就发现危险,有能力及时准备和应对,如果在小行星已经非常接近地球时才发现,凭借人类现在的科技水平恐怕难逃一劫。

除此之外,这种应对方式只能针对质量和体积较小的行星,假如行星的大小达到了数公里以上,这种方法就毫无作用了,只能坐以待毙,为了避免这种情况的发生,还有大量的科学家正在想方设法为星际移民创造条件。

虽然时至人类还没有在外太空发现生命的痕迹,但这并不意味着宇宙中没有适合人类生存的星球,事实上根据科学家对宇宙的探索,已经发现了54颗系外适合人类居住的星球,它们质量和比地球略大,有着和地球相似的生态环境,甚至个别可能比地球还要完美。

我们要面临的唯一问题就是如何到达那里那些宜居星球近的有几十光年,远的达到了几百甚至上千光年,以人类现在的科技水平来说,在宇宙飞船上可能人类灭绝了都还没达到目标星球,居安思危才能持续发展,当下还有很长的路需要走。

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