小行星防御：由科幻走向现实

作者|蒋昕玙

审核|黄坚

编辑|席宇博

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看似平静的地球实际上正暴露在近地小行星的威胁之中，历史上的大灭绝事件就有可能是小行星撞击地球导致的。天文学家的一大任务就是对潜在威胁小行星进行普查和监测，防止“天灾”在不知不觉中到来。

面对可能的撞击事件，作为智慧生物的人类绝不会坐以待毙。而要避免撞击的发生，对地球和人类伤害最小且可行性较高的方式就是发射航天器，将小行星推离原有的轨道。这一常出现于科幻作品中的构想如今正逐渐走向现实。

小行星撞击和偏转评估（AIDA）任务是美国与欧洲合作开展的首个国际小行星防御任务，它的目的便是验证上述构想。该任务由美国航空航天局的“双小行星重定向测试”（DART）任务和欧洲空间局的“赫拉”（Hera）任务组成。任务的目标天体是小行星65803 Didymos的卫星Dimorphos。

双小行星重定向测试（图片来源于NASA）

1996年4月11日基特峰国家天文台发现了一颗潜在威胁小行星，临时编号1996 GT。2003年11月23日在阿雷西博射电望远镜确认它有一颗卫星，因此将这颗小行星命名为Didymos，希腊语意为“双胞胎”。其卫星命名为Dimorphos，希腊语意为“双重角色”，这是因为它扮演着双重角色：即是AIDA任务的测试目标，也是未来地球防御的一部分。

阿雷西博射电望远镜对Didymos系统的观测（图片来源于NASA）

Didymos系统的主星Didymos直径约为780米，但其卫星Dimorphos的直径为160米左右，更接近于一般的潜在威胁小行星的大小，这正是选择撞击Dimorphos的原因。在DART任务开始之前，地面设备一直在密切地关注这个小行星系统的状态。

Didymos系统模拟图。（图片来源于NASA）

双小行星重定向测试的任务是借助探测器撞击Dimorphos，并使其偏离轨道。该探测器将成为第一个在太空中应用的动能撞击器，重约500kg，预计于今年7月下旬在美国加州范登堡空军基地由猎鹰9号火箭发射升空，并将于2022年九月下旬到达目标小行星。

DART探测器的两种构型（图片来源于NASA）

DRACO：Didymos侦查和光学导航小行星相机，是基于“新视野号”上携带的高分辨率成像仪制成的

RLSA：径向线槽阵列天线

Battery：电池（2个）

Star Tracker：星跟踪器

NEXT Engine：NASA进化氙气推进器

Thruster：推进器（8个）

Sun Sensor：太阳传感器（5个）

LGA：低增益天线（2个）

ROSA：卷轴式太阳能帆板（2个）

太阳能板展开后的DART探测器（图片来源于NASA）

NASA计划在小行星系统距离地球1100万公里之内时对它进行拦截（相比之下，地月平均距离为38.4万公里），之后探测器将以约6.6千米每秒的速度撞击Dimorphos。撞击并不会大幅改变Dimorphos的速度，但将使其公转周期改变几分钟，这足以被地面观测设备察觉到。另外，DART任务中溅射出的小行星碎片还有可能触发第一场人造流星雨，我们也许有机会能亲眼目睹这一任务的一部分，虽然流量可能并不大。

小行星碎片撞击地球艺术图（图片来源于awarenessact .com）

欧空局的“赫拉”任务以希腊神话中的婚姻女神命名，它配备了一台摄像机（由德国航天局开发并曾用于NASA的“黎明”号探测器），并将携带一个激光雷达以及一台高光谱成像仪。这个探测器将在DART 任务完成后前往Dimorphos，对撞击结果进行全面的评估。它将测量小卫星的质量和轨道变化，对撞击区域及周围地区进行详细的勘探，以评估行星防御技术是否已经达到“实战”水平。与此同时，“赫拉”也将测试若干其他技术，如星际自主导航技术等，还会携带两颗微小立方星。“赫拉”计划于2024年发射，并将于2026年到达目标系统。

Dimorphos和“赫拉”及其小卫星（图片来源于ESA）

掌握了小行星防御的技术，人类就又拥有了一项改变自己命运的能力。

参考资料

（1）李虹琳，美欧将合作开展首次小行星防御任务.中国航天，2019年第4期

（2）Falcon 9•DART小行星探测任务•Double Asteroid Redirection Test，航天爱好者网，http://www.spaceflightfans.cn/event/falcon-9-rocket-launch-double-asteroid-redirection-test-satellite?instance_id=4157

（3）Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission，NASA，https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart

（4）NASA Awards Launch Services Contract for Asteroid Redirect Test Mission，NASA，https://www.nasa.gov/press-release/nasa-awards-launch-services-contract-for-asteroid-redirect-test-mission

（5）Hera，ESA，http://www.esa.int/Safety_Security/Hera/Hera

（6）欧空局小行星探测任务增设两颗立方星，航天爱好者网，http://www.spaceflightfans.cn/48634.html

（7）NASA DART任务将可能无意中引发一场人造流星雨，航天爱好者网，http://www.spaceflightfans.cn/72637.html

（8）65803 Didymos，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/65803_Didymos