NASA DART 任务的早期结果

这张图片由美国新墨西哥州马格达莱纳山脊天文台的天文学家于 2022 年 11 月 30 日拍摄的几张图片构建而成。 它将 Didymos 固定在框架中,因此背景星星被视为点的线性轨迹。 像这样的平均图像可以为研究喷射物尾部微弱结构的天文学家提供更多细节。 该图像在 Didymos 距离处的视野范围内大约有 32,000 公里。 图片来源:马格达莱纳岭天文台/NM Tech

自从美国宇航局的双小行星重定向测试 (DART) 航天器于 9 月 26 日故意撞上小行星卫星 Dimorphos——将其轨道改变了 33 分钟——以来,调查小组一直在深入研究未来怎样使用这种行星防御技术的影响,如果出现这种需要。

这包括对“喷出物”的进一步分析——许多吨的小行星岩石因撞击而移位并发射到太空——后坐力大大增强了 DART 对 Dimorphos 的推动力。

对不断演变的喷射物的持续观察让调查小组更好地了解了 DART 航天器在撞击地点取得的成就。 12 月 15 日星期四,在芝加哥举行的美国地球物理联合会秋季会议上,DART 团队成员对他们的发现进行了初步解释。

“我们可以从 DART 任务中学到的是 NASA 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,”美国宇航局华盛顿总部 DART 项目科学家和主持人之一汤姆·斯塔特勒说。在发布会上。

“撞击这颗小行星只是一个开始。现在我们利用这些观测来研究这些天体是由什么构成的,它们是怎样形成的——以及如果有一颗小行星冲向我们,我们该怎样保卫我们的星球。”

这项工作的核心是对来自世界首次行星防御技术演示的数据进行详细的撞击后科学和工程分析。 在撞击发生后的几周内,科学家们将注意力转向测量 DART 以大约每小时 14,000 英里(每小时 22,530 公里)的速度与其目标小行星碰撞所产生的动量传递。

科学家估计,DART 的撞击将超过 200 万磅(100 万公斤)的尘土飞扬到太空中——足以装满六到七节火车车厢。 该团队正在使用这些数据——以及关于小行星卫星组成和喷出物特征的新信息,这些信息是从望远镜观察和 DART 的用于小行星成像的轻型意大利立方体卫星 (LICIACube) 提供的图像中获得的意大利航天局 (ASI) — 了解 DART 的初始撞击使小行星移动了多少,以及后坐力有多少。


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 成像仪在距离小行星约 7 英里(12 公里)和撞击前 2 秒拍摄。 该图像显示了一块直径为 100 英尺(31 米)的小行星。 黄道北朝向图像的底部。 该图像显示为出现在 DRACO 探测器上,并且与现实中的 X 轴镜像翻转。 图片来源:NASA/Johns Hopkins APL

“我们知道最初的实验是有效的。现在我们可以开始应用这些知识了,”约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 的 DART 调查小组联合负责人 Andy Rivkin 说。 “研究在动能撞击中产生的喷出物——所有这些都来自 Dimorphos——是进一步了解其表面性质的关键途径。”

撞击前后的观察表明,Dimorphos 及其较大的母体小行星 Didymos 具有相似的构成,并且由相同的材料组成——与普通球粒陨石相关的材料,类似于撞击地球的最常见类型的陨石。 这些测量还利用了 Dimorphos 的喷射物,它在撞击后的几天内主导了系统的反射光。 即使是现在,Didymos 系统的望远镜图像也显示了太阳辐射压力怎样将喷射流拉伸成一条长达数万英里的彗星状尾巴。

将这些碎片放在一起,并假设 Didymos 和 Dimorphos 具有相同的密度,该团队计算出当 DART 撞击 Dimorphos 时转移的动量大约是小行星简单地吸收航天器并且根本不产生喷射物的情况的 3.6 倍——表明喷出物比航天器对小行星移动的贡献更大。

如果需要,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,包括确定撞击航天器的大小和估计确保小偏转将潜在危险的小行星从其轨道上移开所需的准备时间小路。

“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小行星所需的信息,”来自约翰霍普金斯大学 APL 的 DART 调查小组负责人 Andy Cheng 说。 “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。”

在 DART 与 Dimorphos 的受控碰撞之前或之后,Dimorphos 和 Didymos 都不会对地球造成任何危害。