9 月 12 日消息，據(jù)報道，眾所周知，6500 萬年前小行星撞擊地球?qū)е驴铸垳缃^，因為它們沒有預(yù)警機(jī)制，也沒有辦法保護(hù)自己。顯然，人類在竭力避免與恐龍同樣的命運(yùn)。
為此，今年晚些時候，美國國家航空航天局 (NASA) 將啟動一項任務(wù)，以演練如何讓未來可能撞擊地球的小行星偏離軌道。這項任務(wù)名為“雙小行星重定向測試”(DART），無人飛船計劃最早于 11 月 24 日（最晚 2022 年 2 月）發(fā)射，并將花費(fèi) 1 年時間到達(dá)目標(biāo) ——Dimorphos。這顆小行星的體積約與體育場相當(dāng)，圍繞著名為 Didymos 的更大小行星運(yùn)行。
NASA 計劃用汽車大小、重約 330 千克的 DART 飛船以每秒 6.5 公里的速度撞擊 Dimorphos，使其圍繞 Didymos 旋轉(zhuǎn)近 12 小時的軌道時間改變幾分鐘。五年后，歐洲航天局 Hera 任務(wù)飛船將抵達(dá)現(xiàn)場，檢查任務(wù)是否成功。撞擊只會對 Dimorphos 軌道產(chǎn)生很小的影響，但這應(yīng)該足以讓小行星在未來偏離撞向地球的軌道。NASA DART 項目科學(xué)家湯姆?斯塔特勒（Tom Statler）說：“我們這樣做是為了有能力防止一場真正的災(zāi)難。”
科學(xué)家們已經(jīng)對 Dimorphos 軌道的潛在變化進(jìn)行了充分的研究。但到目前為止，我們還不知道撞擊后 Dimorphos 自身會發(fā)生哪些變化。由馬里蘭大學(xué)教授哈里森?阿格魯薩（Harrison Agrusa）領(lǐng)導(dǎo)的研究人員，通過計算撞擊的動量如何改變小行星的翻滾、俯仰角和偏航，模擬了 Dimorphos 自身的變化。結(jié)果可能是戲劇性的，阿格魯薩稱：“它可能開始旋轉(zhuǎn)并進(jìn)入混亂狀態(tài)?！?/p>
這種意想不到的旋轉(zhuǎn)帶來了許多有趣的挑戰(zhàn)，比如這將增加在這顆小行星上著陸的難度。歐洲航天局希望在其赫拉任務(wù)中使用兩個小型航天器嘗試著陸這顆小行星。它還可能使未來試圖使撞向地球的小行星偏離軌道更加復(fù)雜，因為任何旋轉(zhuǎn)都可能影響小行星在太空中的路徑。
當(dāng) DART 飛船撞上 Dimorphos 時，其沖擊能量相當(dāng)于三噸 TNT 炸藥爆炸，將數(shù)千塊碎片噴向太空。斯塔特勒教授描述稱，這就像高爾夫球車以 2.4 萬公里的時速撞向足球場。阿格魯薩和他的團(tuán)隊表示，撞擊的力量不會立即對 Dimorphos 的旋轉(zhuǎn)造成任何改變，但在幾天內(nèi)，情況將開始劇變。
很快，Dimorphos 就會開始輕微搖晃。這種擺動幅度會越來越大，因為來自撞擊的動量使 Dimorphos 的旋轉(zhuǎn)失去平衡，而真空中沒有摩擦來減緩它的速度。Dimorphos 可能會開始向單個方向旋轉(zhuǎn)，也可能會沿著類似烤肉架的長軸旋轉(zhuǎn)。對于觀測者來說，這顆看似平靜的衛(wèi)星將呈現(xiàn)出一種新的形態(tài)，開始劇烈地前后擺動，它先前隱藏的側(cè)面將顯現(xiàn)出來。
在幾周內(nèi)，Dimorphos 的旋轉(zhuǎn)會變得更劇烈，以至于它會陷入混亂的翻滾狀態(tài)無法控制地繞著其軸旋轉(zhuǎn)。在更極端的情況下，Didymos 的潮汐效應(yīng)可能會被完全打破，Dimorphos 可能會開始徹底翻轉(zhuǎn)。
具體會發(fā)生什么取決于許多因素。Dimorphos 的形狀將發(fā)揮重要作用：如果它更細(xì)長而不是球形，它會旋轉(zhuǎn)得更混亂。到目前為止，雷達(dá)觀測顯示 Dimorphos 是細(xì)長型，但我們要等到 DART 飛船擊中它的前幾個小時才能知道。
撞擊位置同樣很關(guān)鍵。DART 飛船將瞄準(zhǔn) Dimorphos 的中心，目標(biāo)是施加最大的力量以改變其軌道。但撞擊點(diǎn)越偏離中心，Dimorphos 產(chǎn)生的自旋就會越混亂。然而，在大多數(shù)情況下，Dimorphos 應(yīng)該在數(shù)周內(nèi)戲劇性地來回擺動或在多個方向翻滾。
五年后，當(dāng)歐洲航天局的航天器到達(dá)時，場面可能會相當(dāng)戲劇化。由于人類的影響，Didymos 可能在其軌道上瘋狂旋轉(zhuǎn)。很可能需要幾十年甚至幾個世紀(jì)的時間，Didymos 的引力才能將 Dimorphos 恢復(fù)到它原來的狀態(tài)，也就是被潮汐鎖定的狀態(tài)。
赫拉航天器的到來將是我們確定 Dimorphos 自身發(fā)生何種變化的唯一途徑，因為 DART 飛船將被撞擊摧毀，而 Dimorphos 太小，從地球上無法詳細(xì)觀測到。意大利制造的 LICIACube 小型衛(wèi)星將在撞擊發(fā)生前部署，并將在撞擊呼嘯而過時拍攝圖像，但它只能拍攝幾分鐘圖像，不足以觀察到撞擊的后續(xù)影響。
赫拉任務(wù)還計劃部署兩顆較小的衛(wèi)星，試圖在 Dimorphos 表面著陸。翻滾的運(yùn)動預(yù)計不會阻礙這些努力，但可能會使它們更加困難。如果沒有應(yīng)對這種混亂旋轉(zhuǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊?guī)劃，這顆衛(wèi)星可能會四處彈跳，最終無法到達(dá)科學(xué)家想要的位置。法國國家科學(xué)研究中心 (CNRS）的帕特里克?米歇爾（Patrick Michel）說：“無論如何，在這么小的天體上著陸是很困難的?！?/p>
Dimorphos 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動預(yù)計不會影響 DART 飛船為拯救地球而進(jìn)行的彩排，也不會對地球構(gòu)成任何危險，但卻會提供許多科學(xué)上有用的信息。小行星的自旋狀態(tài)可能會影響其他性質(zhì)，比如它們反射多少陽光，這可能會影響它們的軌道，這可能也是未來小行星軌道偏轉(zhuǎn)任務(wù)中需要考慮的因素。西安大略大學(xué)天文學(xué)家保羅?維格特（Paul Wiegert）說：“這可不像讓飛船撞到小行星那么簡單，你需要理解很多物理知識?！?/p>
對這個系統(tǒng)進(jìn)行多年、幾十年甚至幾個世紀(jì)的觀察，也將給我們一個前所未有的機(jī)會，來看看雙小行星系統(tǒng)在經(jīng)歷這樣的撞擊后會發(fā)生怎樣的變化。赫拉任務(wù)航天器可以觀察到，在使系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)的過程中潮汐效應(yīng)有多強(qiáng)，并幫助我們理解像這樣的兩顆小行星之間的引力關(guān)系。
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