史上首次人类探测器撞击改变小行星轨道科学家：蚊子撞足球

发布者：无名布衣 2023-11-3 13:23

小行星撞击地球是人类面临的最大威胁之一。在地球历史上，多次小行星撞击引发的物种灭绝事件已经发生过，一颗直径十公里的小行星足以引发超级火山爆发、特大海啸等毁灭性灾难。太阳系中存在着数量巨大的小行星，仅火星与木星轨道之间就有近十万颗小行星。

1994年，一颗直径仅1.5千米的彗星苏梅克-列维九号撞上了木星，撞击释放的能量相当于30亿颗广岛原子弹的威力。如果这样的小行星撞上地球，即使人类没有被完全灭绝，也将遭受重大打击，文明发展可能会倒退数千年。因此，应对和防范小行星威胁是全人类必须高度重视的大事。

一、人类探测器撞击改变小行星轨道

美国国家航空航天局（NASA）的DART航天器曾试图以高超音速撞击遥远的小行星Dimorphos，旨在验证通过这种方式保护地球免受小行星攻击的可行性。这是人类首次尝试改变宇宙中天体的运动轨迹。

早在2012年，NASA就开始筹划DART任务，并得到了欧洲航天局的参与。DART的撞击目标是一个直径160米的小行星，该小行星属于一个双小行星系统，围绕着更大的行星Didymos旋转。

由于这个双星系统距离地球约1100万公里，即使实验失败也不会对地球造成威胁，因此被选为DART的靶标。

2021年12月，DART搭乘SpaceX的火箭进入太空，完成了大部分航程，并通过自带的侦察和光学导航小行星相机拍摄了243张目标系统的图像。地面研究人员利用这些图像对目标行星进行了精准定位，随后进行了三次轨迹矫正模拟，进一步提高了航天器撞击轨道的准确性。

在DART的最后几个小时，地面人员将控制权移交给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，地面的任务操作中心实时监控，并在NASA航天局进行直播。

除了天龙相机，DART还携带了LICIACube卫星。该卫星已在11天前脱离母体，并在距离撞击点1000千米远的地方观察撞击过程，并对撞击坑进行近距离研究。

由于撞击目标Dimorphos非常小，直径仅为170米，因此直到撞击前一个小时才能在远处看到它，且在传感器上只有一个像素点大小。随着DART的靠近，Dimorphos逐渐变大，直到铺满NASA的直播屏幕，然后信号中断，这表明DART成功地撞击了Dimorphos。

如果DART的撞击达到预期效果，Dimorphos围绕Didymos的公转轨道将发生1%的改变，这是微小的变化，但足以证明通过撞击小行星可以改变其轨道。这种技术被称为"撞击除险"，它可以用来将潜在威胁地球的小行星偏离其碰撞轨道。

二、目前我们仍然面临许多挑战

1、监测和追踪小行星的能力仍然有限。我们需要更好的望远镜和监测系统来及早发现潜在的威胁，并准确计算其轨道和撞击概率。

2、小行星撞击除险需要提前进行规划和准备。要成功改变小行星的轨道，我们需要足够的时间来发射撞击器，并使其与目标小行星相遇。因此，及早发现潜在威胁至关重要。

3、除险任务需要高度精确的导航和控制系统。在太空中精确地撞击一个移动的小行星是一项技术上的挑战。我们需要开发更先进的导航和自主控制技术，以确保撞击器能够准确命中目标。

4、除险任务需要国际合作和共同努力。小行星威胁是全球性的问题，需要各国共同努力来应对。国际组织和机构，如联合国和国际天文学联合会，已经在小行星防御方面进行了合作，但仍需要进一步加强合作与协调。

人类对小行星威胁的应对能力在不断提升，但仍面临许多挑战。通过提高监测能力、加强技术研发、加强国际合作，我们可以更好地应对小行星威胁，并保护地球及其居民的安全。

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