DART 对 Dimorphos 有什么样的影响? 科学成果在这里

9 月 26 日,NASA 双小行星重定向测试 (DART) 航天器与 Dimorphos 相撞,Dimorphos 是围绕较大的近地小行星 (NEA) Didymos 运行的小卫星。 目的是测试一种称为动能冲击法的行星防御技术,即航天器故意与潜在危险小行星 (PHA) 相撞以改变其航向。 根据碰撞后分析,NASA 确定 DART 的撞击改变了 Dimorphos 的轨道周期 33分钟 并导致数吨岩石从其表面喷出。

自碰撞以来,美国宇航局也一直在监测撞击产生的喷射物云,以了解它是怎样演变的。 这样做的目的是为了更好地了解 DART 航天器在撞击地点取得了什么,航天器交付了多少,以及弹射产生的后坐力有多少。 在 12月15日在芝加哥举行的美国地球物理联合会 (AGU) 秋季会议期间,DART 团队的成员对他们的发现进行了初步分析。

艺术家对 DART 任务影响小卫星 Dimorphos 的印象。 图片来源:欧空局

DART 的项目科学家 Tom Statler 是此次简报会的主持人之一。 正如他在最近的 NASA 中所说的那样 新闻声明:


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“我们可以从 DART 任务中学到的是美国宇航局了解我们太阳系中的小行星和其他小天体的总体工作的一部分。 撞击小行星只是一个开始。 现在我们利用这些观察来研究这些天体是由什么构成的以及它们是怎样形成的——以及如果有一颗小行星冲向我们,我们将怎样保卫我们的星球。”

该团队的报告包括对所有项目的详细分析 科学与工程数据 重点是测量 DART 航天器传递的动量传递——它在撞击时以大约 22,530 公里/小时(14,000 英里/小时)的速度行驶。 在小行星可能撞击地球的情况下,能够准确预测动量转移对于规划未来的动能撞击任务至关重要。 这包括确定撞击物的大小和估计将小行星推离其路径所需的前置时间。

根据之前和之后的观察,该团队了解到 Dimorphos 和 Didymos 的成分非常相似。 两者均由球粒陨石组成,球粒陨石是由太阳系早期的尘埃和小颗粒形成的岩石物质,与撞击地球的最常见陨石类型中发现的物质相同。 这些测量还结合了喷射物的望远镜图像,在撞击后的几天里,喷射物占双小行星反射阳光的大部分。 这些显示了太阳辐射压力怎样将喷射流拉伸成双尾(类似于彗星的形成),长度约为 10,000 公里(6,200 英里)。

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小行星小行星 Dimorphos 的最后一张完整图像,由美国宇航局 DART 任务中的 DRACO 成像仪在撞击前 2 秒拍摄。 学分:美国宇航局/约翰霍普金斯大学 APL

科学家还估计,DART 的撞击将超过 1000 公吨(200 万磅)的球粒陨石推入太空——与一艘货船的重量差不多。 该数据与有关小卫星成分和喷出物特征的新信息相结合。 他们还参考了望远镜观测结果和 DART 的随行立方体卫星拍摄的图像—— 小行星的轻型意大利 CubseSat 成像 (LICIACube) – 由意大利航天局 (ASI) 提供。

基于所有这些数据并假设 Didymos 和 Dimorphos 具有相同的密度,该团队计算了 DART 撞击传递的动量与弹射质量产生的反冲的比较。 最终,他们发现撞击和喷出物的总能量大约是小行星吸收航天器并且根本不产生喷出物的情况下的 3.6 倍。 作为来自约翰霍普金斯应用物理实验室 (JHUAPL) 的 DART 调查小组负责人 Andy Cheng, 解释:

“动量转移是我们可以测量的最重要的事情之一,因为这是我们开发撞击器任务以转移威胁性小行星所需的信息。 了解航天器撞击将怎样改变小行星的动量是为行星防御情景设计缓解策略的关键。”

DART 测试证明,动能撞击技术有可能使接近地球的小行星转向。 现在的任务是应用这些知识,以便建造未来的小行星防御航天器并进一步测试该技术。 这些测试的成功可能意味着地球上所有生命(和我们的文明)的持续安全与有一天导致大规模灭绝的巨大影响之间的差异。

延伸阅读: 美国宇航局