
2022年,美国国家航空航天局将一艘航天器撞向了一颗小行星,试图改变其轨道。如今,科学观测显示,此次任务的影响远超此前预期,不仅改变了被撞击的小行星,还影响了它所环绕的更大天体。这或许为未来保护地球免受宇宙威胁提供了有前景的解决方案。
美国国家航空航天局(NASA)的“双小行星重定向测试”(DART)探测器于2022年9月故意撞向一颗名为狄莫佛斯的小型小行星。《纽约时报》报道称,此次任务的目标是“证明,如果未来某颗威胁地球的太空岩石出现,人类有能力将其偏转”。这次撞击取得了巨大成功,不仅改变了狄莫佛斯围绕更大小行星迪迪莫斯的轨道,还改变了这对小行星系统绕太阳运行的轨道,相关研究发表在《科学进展》期刊上。
狄莫佛斯和迪迪莫斯是一对双星系统,意味着它们相互绕行的同时也围绕太阳公转。撞击使狄莫佛斯绕迪迪莫斯运行的周期缩短了33分钟。科学家还发现,DART任务的实际撞击效果比预期更大。NASA发布的一份声明指出:“通过对小行星双星系统的运动观测发现,在DART航天器撞击狄莫佛斯之后,其围绕太阳运行的轨道周期(770天)发生了几分之一秒的变化。” 这一变化“标志着人类历史上首个通过人为手段显著改变了太阳系天体轨道的事件”。
虽然每次绕太阳运行轨道偏移仅150毫秒看起来微不足道,但“只要时间足够长,哪怕是很小的变化也可能发展为显著的偏移”,美国国家航空航天局太阳系小天体项目首席科学家托马斯·斯塔勒在声明中表示。该研究“验证了动能撞击作为应对小行星威胁的防御技术,并展示了如何通过撞击双小行星系统中的一个成员来实现对整个系统的偏转”。
当DART撞击迪莫福斯时,NASA声明称,“撞击将大量岩石碎片喷射到太空中,改变了小行星的形状。”这些碎片“携带自身的动量远离小行星”,为小行星提供了“爆炸式的推力”。研究发现,“碎片损失使航天器单独产生的冲击力翻倍。”由于迪莫福斯是双星系统中的一员,CNN指出,“其中一个天体的可测量变化会影响另一个天体。”
迪米奥斯“从未处于朝向地球的方向,DART实验也无法将其引导至这样的轨道”,一份关于该研究的新闻稿表示。然而,“轨道速度的微小变化表明,如果科学家能早些发现威胁地球的小行星,就可以利用航天器对其进行偏转”。在这种情况下,“航天器会撞击小行星并略微改变其运行速度”,而“这种微小的速度变化可能随着时间积累,最终形成足够大的偏离,从而避免与地球相撞”。
NASA也正以类似守护者的姿态推进其近地小天体探测任务,该任务“可能发现那些在地球观测站中几乎无法被察觉的暗色高风险小行星”,CNN报道。能够识别太空中的潜在威胁,并掌握改变其轨道的技术,正是各国航天机构设想保护地球的方式。
