NASA「行星防禦計劃」實驗,以飛行器直接撞擊小行星「迪莫弗斯」改變軌道

NASA「行星防禦計劃」實驗,以飛行器直接撞擊小行星「迪莫弗斯」改變軌道
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我們想讓你知道的是

實驗室的任務系統工程師艾琳娜・亞當斯博士(Dr Elena Adams)表示,知道我們有一個行星防禦計劃,「地球人應該能睡個好覺」。

美國航天機構的「飛鏢」(Dart)飛行探索器直接撞進一枚小行星,過程中自身完全毀滅。這次撞擊是故意進行的,意在測試那些有可能威脅到地球的太空隕石是否能夠被安全地推離其軌道。

「飛鏢」的攝像頭每秒傳回一張照片,一直到與目標相撞前的一刻——撞擊的目標是一個寬度為160米、名為「迪莫弗斯」(Dimorphos)的物體。一直穩定傳送的照片在飛行器徹底毀滅的一刻戛然而止。

當迪莫弗斯完全遮蓋了「飛鏢」攝像頭的視野,繼而畫面消失的一刻,在約翰・霍普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory)的控制人員一片歡騰。初步計算顯示,撞擊點僅偏離迪莫弗斯的正中心17公尺。

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Photo Credit: NASA/JHU-APL/ BBC News
「飛鏢」導航系統首先要區分出小隕石(迪莫弗斯)和大隕石(迪迪莫斯)

美國太空總署(NASA,美國宇航局)領銜這次任務中的科學家,需要幾個星期時間才能確切知道他們的實驗是否奏效,但是太空總署的行星科學總監洛里・格拉澤博士(Dr Lori Glaze)相信,他們已經取得了可圈可點的成績。「我們正在開啟人類的一個新時代,一個我們或許有能力保護自己免受危險小行星破壞的時代。這是多麼了不起的事;我們過去從來未擁有過這種能力。」她向媒體表示。

實驗室的任務系統工程師艾琳娜・亞當斯博士(Dr Elena Adams)表示,知道我們有一個行星防禦計劃,「地球人應該能睡個好覺」。

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Photo Credit: NASA/JHU-JPL/ BBC News
迪莫弗斯很可能是一塊由小石塊鬆散堆積起來的「瓦礫堆」

研究人員將會通過研究迪莫弗斯環繞另外一枚小行星「迪迪莫斯」(Didymos)的軌道變化,來確定項目成功與否。地球上的望遠鏡將會對這個雙星系統進行精確量度。在撞擊之前,迪莫弗斯大約需要11小時55分鐘來環繞它這個780公尺寬的伙伴一週。撞擊後,這個時長應該會縮短幾分鐘。

確實,從離地球1100萬公里外傳回的圖片來看,一切都在完全按計劃進行。

「飛鏢」是在以每小時2.2萬公里的相對速度移動,首先必須區分開小隕石和大隕石。然後飛行器上的導航軟體會通過點燃推進器來調整靠近時的軌跡,保證迎頭相撞。

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Photo Credit: BBC News

令科學家深深著迷的是他們看見了兩枚小行星的不同形狀——雖然只有短暫的瞬間。迪迪莫斯一如預期,呈鑽石形狀。其表面上有巨石,但是也有一些平滑的地帶。

卡羅琳・厄恩斯特博士(Dr Carolyn Ernst)是「飛鏢」攝像系統的設備科學家,看見迪莫弗斯,她感到極度興奮。「它看起來很可愛;就像個小月亮,太逗趣了」她說。「它在很多方面看起來都像我們見過的其他一些小行星,它們表面上也鋪滿巨石。於是我們懷疑,它可能是瓦礫堆,有點像鬆散堆積的。」

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Photo Credit: NASA/JHU-APL/ BBC News
「飛鏢」信號消失前傳回的幾幀照片之一

「飛鏢」(Dart)是「雙小行星改道測試」(Double Asteroid Redirection Test)的簡寫。它的設計用途「就是鐵皮上所寫」,項目的領導者安迪・里夫金博士(Dr Andy Rivkin)向《BBC》表示。

「這項技術稱為『動力撞擊器技術』(kinetic impactor technique),可能被用於防備日後可能有小行星飛來的時候。這是一個非常簡單的想法:你把飛行器飛進你所擔心的軌道上,然後你用飛行器的體積和速度來稍微改變物體的軌道,以足夠讓它躲開地球,而不是撞上地球。」

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Photo Credit: BBC News

迪莫弗斯和迪迪莫斯是謹慎選擇的。在演練之前,兩者都不是在與地球相交的軌道上,而它們的軌道作為細微改變,並不會增加這種風險。

但是外面有些隕石是有可能對我們造成危險的。

儘管巡天觀測已經認定了95%假如與地球相撞就可能導致地球滅絶的巨型小行星(它們不會撞過來;它們的軌道經過電腦計算,不會靠近地球),但是仍然有很多目前尚未偵測的小型物體,可能導致災難,哪怕只是地區性的。

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Photo Credit: NASA/JPL-APL/ BBC News
效果圖:「飛鏢」任務團隊對於命中目標感到非常鼓舞

一個像迪莫弗斯這種規模的物體將會撞出一個可能有寬1公里和1、200公尺深的隕石坑。撞擊點附近的破壞將會很嚴重。所以這樣就能看到小行星是否能被推得更慢或更快。速度的改變不一定要很大,特別是如果在預計與地球相撞之前多年開始進行的話。

「打個比方就是,如果你戴一隻腕錶,然後弄壞了它,它就可以跑得快一點了」同是約翰・霍普金斯大學實驗室的「飛鏢」項目科學家南茜・查博特博士(Dr Nancy Chabot)解釋說「頭一兩天你可能不會注意到誤差,但是幾個星期後,你會開始注意到,手錶已經不再顯示凖確時間了。它跑快了,它比原本應該到的點早到了。」

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Photo Credit: BBC News

「飛鏢」的照片或許在撞擊時瞬間結束了,但是我們應該能從一個旁觀的飛行器那裡獲得更多的照片。一枚小型的義大利立方衛星以三分鐘飛行距離緊隨主飛行器之後,躲在50公里之外的安全距離。這枚叫「LiciaCube」的小立方星收集的數據將會在未來幾天傳送回地球。它肯定會捕捉到「飛鏢」撞出的碎片散出的畫面。

從現在起的4年,歐洲航天局(European Space Agency)將會有三枚飛行器——被整體稱作「希拉任務」(Hera mission)——撞擊迪迪莫斯和迪莫弗斯,以作後續的研究。

本文經《BBC News 中文》授權轉載,原文發表於此

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責任編輯:彭振宣
核稿編輯:翁世航