最近幾天，以美國(guó)和歐洲為主，來(lái)自世界各地的小行星科學(xué)家和太空飛行器工程師正匯集在羅馬，討論著小行星防衛(wèi)的最新情況。他們本次的主題是一個(gè)宏大的計(jì)劃：使用太空飛行器撞擊小行星以達(dá)到改變其軌道的目的。

　　這場(chǎng)美歐聯(lián)合任務(wù)的名稱是“小行星撞擊和偏轉(zhuǎn)評(píng)估”(Asteroid Impact Deflection Assessment, 以下簡(jiǎn)稱 AIDA 任務(wù))。他們的具體計(jì)劃是先使用一臺(tái)飛行器撞擊位于地球和火星之間的小行星 Didymos 的一顆小衛(wèi)星，然后另一臺(tái)飛行器會(huì)勘測(cè)撞擊地點(diǎn)以搜集盡可能多的有關(guān)撞擊所產(chǎn)生的影響的數(shù)據(jù)。

　　本次任務(wù)的撞擊目標(biāo)是一個(gè)名為 Didymos(希臘語(yǔ)中“雙胞胎”的意思)的近地雙小行星系統(tǒng)。Didymos 系統(tǒng)由一個(gè)稍大的小行星 Didymos A 和一個(gè)繞其運(yùn)轉(zhuǎn)的小衛(wèi)星 Didymos B 組成。Didymos A 的直徑約為 780 米，而 Didymos B 的直徑約為 160 米。Didymos 環(huán)繞太陽(yáng)的軌道半徑在 1.0 天文單位至 2.3 天文單位之間變化，距離地球的平均距離在 250 個(gè)地月距離左右?？茖W(xué)家們是通過(guò)謹(jǐn)慎的考慮后才選擇 Didymos 系統(tǒng)的，他們希望這個(gè)偏轉(zhuǎn)目標(biāo)能最大化他們的科學(xué)成果。

　　“飛鏢”飛行器預(yù)計(jì)撞擊小衛(wèi)星 Didymos B。圖中白色軌道為 Didymos B 現(xiàn)在的軌道，藍(lán)色軌道則為撞擊后的軌道。Credit: ESA

　　NASA 在 AIDA 任務(wù)中負(fù)責(zé)的部分是一個(gè)名為“飛鏢”的飛行器(全稱為雙小行星撞擊測(cè)試飛行器，Double Asteroid Impact Test，簡(jiǎn)稱 DART)。將會(huì)與“飛鏢”飛行器一同撞向 Didymos B 的還有一臺(tái)意大利制小行星成像立方星(Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids, 簡(jiǎn)稱 LICIA)，它將記錄下撞擊的瞬間。

　　ESA(歐洲空間局)在 AIDA 任務(wù)中負(fù)責(zé)的則是一臺(tái)名為“赫拉”(Hera)的飛行器。它將在“飛鏢”飛行器撞擊 Didymos B 后對(duì)其進(jìn)行一次近距離勘測(cè)。具體來(lái)說(shuō)，它會(huì)測(cè)量小行星的質(zhì)量，并且對(duì)撞擊坑的形狀進(jìn)行細(xì)致的評(píng)估。“赫拉”也會(huì)攜帶兩臺(tái)立方星，它們將協(xié)助“赫拉”進(jìn)行近距離勘測(cè)，這會(huì)是科學(xué)家首次使用雷達(dá)探測(cè)器來(lái)勘測(cè)小行星。

　　“飛鏢”飛行器現(xiàn)在正在建造過(guò)程中，由約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)。按計(jì)劃“飛鏢”飛行器將在 2021 夏季發(fā)射升空，并于 2022 年 9 月撞擊 Didymos B，撞擊時(shí)速度將高達(dá) 6.6 千米/秒。

“赫拉”掃描 Didymos B 上的撞擊坑的藝術(shù)想象圖。Credit: ESA

　　與此同時(shí)，“赫拉”正在接近 B2 設(shè)計(jì)階段的尾聲。在今年 11 月的 Space19+(ESA 的太空安全項(xiàng)目)部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議上，歐洲空間局部長(zhǎng)委員會(huì)將決定是否要發(fā)射這臺(tái)飛行器。如果計(jì)劃通過(guò)的話，“赫拉”將會(huì)在 2024 年 10 月發(fā)射，并于 2026 年抵達(dá) Didymos。

　　不過(guò)，Space19+ 決定放棄發(fā)射“赫拉”的可能性是非常小的。對(duì)此，“赫拉”任務(wù)的項(xiàng)目經(jīng)理 Ian Carnelli 這樣解釋道：“確實(shí)，‘飛鏢’可以在沒(méi)有‘赫拉’的情況下完成任務(wù)，因?yàn)樽矒魧?duì) Didymos B 的軌道造成的影響是通過(guò)地基望遠(yuǎn)鏡也能測(cè)量的。但是，讓這兩個(gè)任務(wù)協(xié)同進(jìn)行所帶來(lái)的科學(xué)效益將會(huì)是巨大的。事實(shí)上，‘赫拉’收集的數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的，它可以讓這場(chǎng)專門的一次性試驗(yàn)變成同樣適用于其他小行星的普遍偏轉(zhuǎn)手段。”

“赫拉”在勘測(cè) Didymos B的撞擊坑。Credit: ESA

　　“赫拉”任務(wù)還將成為 ESA 的首個(gè)前往雙小行星系統(tǒng)的任務(wù)。天文學(xué)家認(rèn)為雙小行星系統(tǒng)占所有已知小行星中的 15%，并且它們對(duì)天文學(xué)家來(lái)說(shuō)仍然充滿未知。“赫拉”除了勘測(cè)撞擊坑外，還肩負(fù)著測(cè)試許多重要的新型技術(shù)的任務(wù)，這其中包括深空立方星，人造衛(wèi)星間的鏈接，和自主圖像導(dǎo)航技術(shù)等。

“赫拉”與它的兩個(gè)立方星協(xié)同合作的藝術(shù)想象圖。Credit: ESA

　　最后，AIDA 任務(wù)還將為低重力環(huán)境作業(yè)提供寶貴的機(jī)會(huì)。在今后的任務(wù)中，不管是到近地小行星，還是月球，還是火星，這次作業(yè)都會(huì)提供非常重要的數(shù)據(jù)。

　　“赫拉”，“飛鏢”，和 AIDA 任務(wù)的其他元素所反饋的結(jié)果將會(huì)為科學(xué)家在小行星防衛(wèi)的課題上所花的精力做出評(píng)分。除此之外，它們還會(huì)幫助科學(xué)家建立更好的撞擊效率模型。如果科學(xué)家想讓這場(chǎng)試驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾行欠烙?br /> 一個(gè)成熟的技術(shù)，那么這樣的模型將會(huì)是非常重要的。
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