为拯救地球 NASA测试卫星撞小行星(图)

2021-11-18 20:58 作者: 成容
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NASA
美国宇航局(NASA)(图片来源: 公用领域/pixabay)

【看中国2021年11月18日讯】(看中国记者成容编译报导)在11月晚些时候,里夫金(Andy Rivkin)领导的美国宇航局(NASA)团队计划发射一颗卫星,瞄准700万英里外的一颗小行星,以证明地球人可以通过先射击,在避免小行星撞击地球中拯救自己。

据《福布斯》(Forbes)杂志报导,美国宇航局的双行星重定向测试(DART)任务的发射窗口将在下周开启。DART是一项实验,看看通过将航天器直接撞向小行星,是否能使小行星偏离其轨道。如果在足够远的地方被拦截和撞击,即使是小行星路径的轻微改变也可能让它错过地球,避免潜在的灾难性撞击。

里夫金强调说:“我们不知道有什幺小行星要来撞击地球。”他说,DART是审查小行星碰撞问题的多管齐下的努力的一部分。“小行星撞击确实是人类唯一可以提前几年或几十年看到的自然灾害,并且可以为此采取任何措施。”

NASA称DART为其“首个行星防御测试任务”(First Planetary Defense Test Mission)。里夫金是约翰斯-霍普金斯大学(Johns Hopkins University)应用物理实验室(APL)的DART调查小组负责人,该实验室正在为美国宇航局进行这项实验。

在对进入的小行星采取边打边防的双管齐下方法的同时,美国宇航局正在通过其设在加州的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的近地天体研究中心(Center for Near-Earth Object Studies),通过望远镜和其它手段对小行星进行主动监测。

虽然小行星监测代表了一种类似于飓风警报的民防反应,但DART将测试我们主动出击的能力,而不诉诸于拟议中的使用空间核装置,在有威胁的物体附近引爆,通过冲击波使其部分蒸发和偏移。

DART可以比作美国在过去几十年中开发的高速“命中捣毁”动能导弹拦截器,包括洛克希德-马丁公司的PAC-3导弹分段增强型拦截器(Missile Segment Enhancement,MSE),该拦截器在11月早些时候,为陆军综合防空和导弹防御作战指挥系统进行的测试中,成功对付了战术弹道导弹。

与导弹拦截器测试一样,DART任务涉及目标。两颗鲜为人知的小行星:迪迪莫斯(Didymos)和迪莫弗斯(Dimorphos),正以一对双星的形式共同围绕太阳运行,距离地球约700万英里。这对小行星没有与地球发生碰撞,但它们是很好的测试目标。

较大的小行星,迪迪莫斯,直径为0.48英里,而直径为525英尺的迪莫弗斯,是较小的小行星,以类似月亮绕地球的方式围绕迪迪莫斯运行。DART航天器将以迪莫弗斯为目标。如果一切顺利,航天器将几乎正面撞击迪莫弗斯,将它对迪迪莫斯的“月球绕”运行时间缩短数分钟。

里夫金解释说:“我们的目标不是试图驱散或拆散该物体,而是利用进入的航天器的动量,把它加到我们担心的小行星的动量上,并利用它来转移其轨道。

“我们以双小行星系统为目标的原因是,地球正以大约每秒20英里的速度围绕太阳运动。我们所担心的小行星,以大约每秒20英里的速度绕太阳运行。因为我们想保持任何小行星的完整,如果我们认为我们需要移动它,我们能给它的推动力就只有这么大。你不想让它的速度变化超过每秒几分之一英寸。这是一个很难[实现]的测量。”

DART航天器看起来像一个中型卫星,配有熟悉的太阳能板翼。它的箱形主总线(机身)在发射时的总质量约为1,350磅。总线的尺寸为3.9英尺×4英尺×4.3英尺,在展开太阳能电池板后,该飞行器的宽度为59英尺。

DART将从范登堡太空基地(Vandenberg Space Force Base)用SpaceX的猎鹰9号运载火箭(SpaceX Falcon 9)发射。与猎鹰分离后,其推进力将由美国宇航局的进化型氙气推进器(NEXT-C)离子引擎提供。

DART的有效载荷由两个相对简单的元素组成;用于光学导航的迪迪莫斯侦察和小行星照相机(DRACO)是一个窄角望远镜,是航天器撞击小行星的导航手段,就像导弹上的一个光学瞄准传感器。除了瞄准之外,DRACO还将在动能撞击之前将图像实时传回地球。它还将在砸向迪莫弗斯之前,用高分辨率的图像帮助描述它的撞击地点。

第二个元素是一个被称为LICIA的小型立方体卫星。LICIA是用于小行星成像的轻质意大利立方体卫星,由意大利太空总署(Agenzia Spaziale Italiana)建造。LICIA大约有一个麦片盒那么大,它将在撞击迪莫弗斯前10天与DART分离,并留在附近,捕捉撞击的图像、碎片云,并可能瞥见撞击坑。该航天器的展开式太阳能阵列,将在其消亡前为其有效载荷、航空电子设备和天线提供动力。

假设DART确实击中了靶心,这对小行星仍将保持在相同的赤道中心轨道上,只是迪莫弗斯与迪迪莫斯的轨道关系将发生变化。因为它们离得很远,所以没有碎片或空间垃圾扰乱在高地球轨道或低地球轨道飞行的卫星、国际空间站和其它系统的风险。

美国宇航局和应用物理实验室,将通过观察这对双星,来知道他们是否成功地调整了迪莫弗斯的轨道。从地球上看,迪莫弗斯每隔12小时就会阻挡来自迪迪莫斯的光线,本质上就像我们的月球与太阳相交一样使其黯然失色。

里夫金说:“我们只看到它们是一个单一的光点。但是我们可以测量这个光点的亮度。当[迪莫弗斯]在[迪迪莫斯]前面和后面移动时,亮度会发生变化。在我们的撞击之后,我们将进行同样的观察,看看[亮度]的变化频率,比如说从11小时55分钟到11小时45分钟,37分钟或其他什么。然后我们可以计算出我们对迪莫弗斯轨道的改变有多大。

应用物理实验室预计,DART将在明年秋天进行运转并撞上迪莫弗斯。在将其数据送回地球之后,LICIA立方体卫星可能会在宇宙中漂移,因为它的燃料用完了,意大利的航天局会将其关闭。与DRACO一起,它应该为科学家提供小行星地形的一些细节,增加他们对此类天体轮廓的理解。

DART袭击目标的几率有多大?

里夫金说:“我们认为,我们的几率是非常大的,就像我们登陆火星时一样,总有一个小概率的灾难性事件发生。有一位从事该项目工作的工程师曾经问我们,‘如果我们出现了,而[迪莫弗斯]是甜甜圈形状,我们把甜甜圈打成洞,会发生什么?’我们说,如果发生这种情况,我们会给你一个奖励。”

一次成功的DART任务也提出了一个问题:美国宇航局何时会启动行星防御系统,并向一个有威胁的来袭小行星发射卫星?

里夫金承认说:“这是一个政策问题。如果某个东西有百分之一的机会撞击地球,这是否足以让我们采取行动?如果你要等待的机会是50-50,那可能就有点晚了。”

里夫金说,一般认为,在潜在的地球撞击前约20至30年的准备时间是发射DART、撞击天体并改变其轨道的好时机,所以我们最好不要放松警惕。

来源:看中國

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