史上首次 人類探測器撞擊改變小行星軌道 科學家：蚊子撞足球

小行星撞擊地球是人類面臨的最大威脅之一。在地球歷史上，多次小行星撞擊引發(fā)的物種滅絕事件已經發(fā)生過，一顆直徑十公里的小行星足以引發(fā)超級火山爆發(fā)、特大海嘯等毀滅性災難。太陽系中存在著數(shù)量巨大的小行星，僅火星與木星軌道之間就有近十萬顆小行星。

1994年，一顆直徑僅1.5千米的彗星蘇梅克-列維九號撞上了木星，撞擊釋放的能量相當于30億顆廣島原子彈的威力。如果這樣的小行星撞上地球，即使人類沒有被完全滅絕，也將遭受重大打擊，文明發(fā)展可能會倒退數(shù)千年。因此，應對和防范小行星威脅是全人類必須高度重視的大事。

一、人類探測器撞擊改變小行星軌道

美國國家航空航天局（NASA）的DART航天器曾試圖以高超音速撞擊遙遠的小行星Dimorphos，旨在驗證通過這種方式保護地球免受小行星攻擊的可行性。這是人類首次嘗試改變宇宙中天體的運動軌跡。

早在2012年，NASA就開始籌劃DART任務，并得到了歐洲航天局的參與。DART的撞擊目標是一個直徑160米的小行星，該小行星屬于一個雙小行星系統(tǒng)，圍繞著更大的行星Didymos旋轉。

由于這個雙星系統(tǒng)距離地球約1100萬公里，即使實驗失敗也不會對地球造成威脅，因此被選為DART的靶標。

2021年12月，DART搭乘SpaceX的火箭進入太空，完成了大部分航程，并通過自帶的偵察和光學導航小行星相機拍攝了243張目標系統(tǒng)的圖像。地面研究人員利用這些圖像對目標行星進行了精準定位，隨后進行了三次軌跡矯正模擬，進一步提高了航天器撞擊軌道的準確性。

在DART的最后幾個小時，地面人員將控制權移交給了航天器上的自主機載導航系統(tǒng)。期間，DART上的天龍相機以每秒1幀的速度實時記錄并傳回地球，地面的任務操作中心實時監(jiān)控，并在NASA航天局進行直播。

除了天龍相機，DART還攜帶了LICIACube衛(wèi)星。該衛(wèi)星已在11天前脫離母體，并在距離撞擊點1000千米遠的地方觀察撞擊過程，并對撞擊坑進行近距離研究。

由于撞擊目標Dimorphos非常小，直徑僅為170米，因此直到撞擊前一個小時才能在遠處看到它，且在傳感器上只有一個像素點大小。隨著DART的靠近，Dimorphos逐漸變大，直到鋪滿NASA的直播屏幕，然后信號中斷，這表明DART成功地撞擊了Dimorphos。

如果DART的撞擊達到預期效果，Dimorphos圍繞Didymos的公轉軌道將發(fā)生1%的改變，這是微小的變化，但足以證明通過撞擊小行星可以改變其軌道。這種技術被稱為"撞擊除險"，它可以用來將潛在威脅地球的小行星偏離其碰撞軌道。

二、目前我們仍然面臨許多挑戰(zhàn)

1、監(jiān)測和追蹤小行星的能力仍然有限。我們需要更好的望遠鏡和監(jiān)測系統(tǒng)來及早發(fā)現(xiàn)潛在的威脅，并準確計算其軌道和撞擊概率。

2、小行星撞擊除險需要提前進行規(guī)劃和準備。要成功改變小行星的軌道，我們需要足夠的時間來發(fā)射撞擊器，并使其與目標小行星相遇。因此，及早發(fā)現(xiàn)潛在威脅至關重要。

3、除險任務需要高度精確的導航和控制系統(tǒng)。在太空中精確地撞擊一個移動的小行星是一項技術上的挑戰(zhàn)。我們需要開發(fā)更先進的導航和自主控制技術，以確保撞擊器能夠準確命中目標。

4、除險任務需要國際合作和共同努力。小行星威脅是全球性的問題，需要各國共同努力來應對。國際組織和機構，如聯(lián)合國和國際天文學聯(lián)合會，已經在小行星防御方面進行了合作，但仍需要進一步加強合作與協(xié)調。

人類對小行星威脅的應對能力在不斷提升，但仍面臨許多挑戰(zhàn)。通過提高監(jiān)測能力、加強技術研發(fā)、加強國際合作，我們可以更好地應對小行星威脅，并保護地球及其居民的安全。