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二零二一年十一月二十三日
美国国家航空航天局nasa发射了一艘叫做猎鹰九号的火箭
将名为德尔t的航天器送入太空
开始飞向一个包含栾大星德demos和栾小星damoffus两颗相互绕转行星的双小行星系统theUAUAU
今年九月二十六日
这颗名叫dart的航天器以惊人的准确度
用牺牲自我的方式撞向了它的发射目标
双小行星系统中名为demaforce的小卫星丸小星
而就在前不久的十月十二日
美国国家航空航天局nasa明确发布消息
证实了这次撞击任务的结果
改变了这颗被它撞击的小行星在太空中运行的轨道
尔dt航天器为什么要以自我牺牲的方式去撞击一颗小行星
撞击后发生了什么
又产生了哪些超乎预期的现象
让nasa科学家无法解释
让我们先从这次撞击的目的说起
一戴尔航天器主动撞击卵小星尔斯
阻止小行星撞击地球行动的第一次真正意义上的试验
小行星撞击地球
一直是会对人类与地球造成灾难的重大隐患
在太阳系中
除了我们所熟悉的八大行星
还有着许许多多体积很小的小行星同八大行星一起绕着太阳转动
它们一般都会有自己特点的轨道
绝大多数情况下并不会有脱离自己的轨道与地球发生碰撞
但由于行星之间的引力扰动
相互的碰撞以及太阳辐射的变化
都有概率使其轨道方向变化
形成与地球撞击的风险
六千五百万年前恐龙的灭绝
就很有可能由一颗小行星的撞击而引发
一九零八年六月三十日著名的小行星撞击事件铜古寺大爆炸
造成周围多地地震及磁场扰动
甚至出现白夜
nasa发布的航天器dark即为doubleasteroaredirectiontest双小行星重定向测测试的缩写
它意在通过大尔航天器对卵大星系统中卵小星的撞击
改变其围绕栾大星转动的轨道
并使其轻微减速
从而模拟当检测到对地球有撞击威胁的小行星时
人工撞击使其轨道的偏移
理论上
这样的技术可以拯救地球
使我们免于恐龙的命运
二
为什么选择撞击迪德mos双星系统栾大星系统中的栾小星大二选择撞击卵大星系统中卵小星的主要原因有三点
第一
是因为卵小星在可观测到的前提下重量足够小
在外侧绕行的小卫星鸾小星大moforce直径一百六十米
被围绕的小行星鸾大星didmouse直径有七百八十米
撞击直径仅为一百六十米的卵小星
能够使其运动轨迹变化
产生可观测的周期改变
第二
栾大星系统与地球的距离适中
德demos双星系统栾大星系统自二零零三年被发现以来
到二零二二年十月
距地球一千零六十万公里
是离地球最近的一次
下一次还想这么近
则要等到二零六二年
栾大星系统本身没有撞击地球的风险
但它与地球的距离适中
且栾大星相对太阳的公转周期二点一年
与地球相对太阳的公转转周期一年向接近
可以较好的模拟航天器对近地小行星撞击的防御
第三
便于直接观测
计算撞击后卵小星速度与轨道周期的变化
鸾小星绕鸾大星转动的轨道半径约为一千米
转一周的周期十一点九小时
从地面望远镜观察系统中
鸾大星与栾小星二者由于相互绕转
产生互相遮挡光线周期性的变暗
相较于单个小型星体而言
双星系统更方便通过观测变暗的周期变化
来直接计算出轨道周期的变化
实现碰撞前与碰撞后周期的比较
三
撞击前四张影像
令人激动的撞击
二零二二年九月二十七日上午七点十四
dark成功撞击了小行星目标DAMOFS
在撞击击前的最后时刻
dark一点点接近暖小星
由于距离的增近
data搭载的didmos侦查和小行星光学导航相机drickle成像仪式也中完大猩系统的图像越来越大
也越来越清晰
视野由由开始的ddm
mos双星系统
逐渐变为只有DAMOfors小行星
然后达amoforce小行星越来越多地充满了视野
看到图像中清晰可见的岩石表面
直至戴尔航天器装入damoforce小行行星中
航天器毁坏
留下还未完全生成的最后半张小行星表面的照片
此时nasa航空局和约翰霍普金斯研究所里
达尔团队的航天工程师兴此的欢欢鼓舞
机长庆贺宣布此次撞击任务圆满成功
四
撞击后的观察
栾小星的物质喷射与光线变化
轨道周期改变了吗
改变了多少
由于航天器撞击卵小星之后
会因为撞击而毁坏
无法继续摄影观察
所以dark航天器体内携带了一颗由意大利航天局ACI制造的LRCIQ立方星
在撞击十五天前从dark航天器内拖出
与之分离
跟随其后拍摄和记录撞击之后的影像
随着时间的推移
撞击后喷射出的喷射物的亮度已经扩大和消退
尾巴的形状随着时间的推移逐渐变化
十月二日至八日之间
慢慢形成了第二条尾巴
这虽然与科学家们的预期基本相符
可双尾却是一个意想不到的发现
尽管它在彗星和活跃的小行星中也算得上常见
关于彗星状尾巴和其他喷出物特征之间的关系
以及第二条尾巴形成的原因
科学家们还在继续努力研究
经科学家精确计算
最后于十月十二日公布
栾小星的轨道周期从最初的十一小时五十五分缩短到十一小时二十三分钟
总共缩短了三十二分钟
有两分钟的不确定性余量
这与科学家在撞击前的目标
让栾小星的轨道周期改变七十三秒或更长
以及撞击后的预测轨道缩短百分之一及大约十分钟相比
均超出了很多
这标志着人类首首次有意改变天体运动
全面展示小行星偏转技术的成功
五
nasadark任务在十二月十五日公布的早期结果
十二月十五日
在芝加哥举行的美国地球物理联合会秋季会议期间
戴尔团队成员对他们的发现做了初步的解释
主要包含以下两点
一
卵大星与鸾小星的构成与组成材料相似
上面是nasa红外望远镜与撞击前后拍摄的光谱
撞击前的光谱主要是来自栾大星的光
约占总亮度的百分之九十六
撞击后
卵小星喷出了大量物质
使得撞击后光谱中三分之二光来自卵小星及其喷出物
两个光谱都显示出相似的特征
被归类为s复合物
与普通球粒陨石的光谱相似
即说明卵大星与卵小星的构成与组成材料相似
都是普通的球粒陨石
与我们最常见的撞击地球的陨石相似
二
测量大航天器与卵小星碰撞所产生的动量传递是科学家注意力的焦点
利用以上的信息碎片
假设卵小星和卵小星具有相同的密度
该团队计算出戴尔塔航天撞撞卵卵星星时转移的动量大约是卵小星简单的被航天器撞击不产生喷射物情况的三点六倍
这说明喷出物的后坐力对卵小星移动的推动作用比大尔航天器的撞击作用更大
就好比我们小时候吹气球
松开气球嘴后
气球在气求嘴往后放弃的推动下前进
他们估计尔dt的撞击使栾小星中超过一百万公斤的尘土飞扬到太空中
可以装满六到七节火车车厢
计们也正在使用LICIQ立方星
哈勃望远镜以及合作的其他望远镜和雷达观测到道的数据
进一步研究喷出物的特征与栾小星的组成
计算尔dt的撞击后坐力究竟有多大
让栾小星移动了多少
调查小组的研究人员表明
了解航天器撞击将如何改变小行星的动量
是行星防御任务的关键
这帮助我们确定撞击航天器所需的大小
以及估计确保将存在潜在威胁的小行星从其轨道上移开所需的准备时间
同时
他们也表明
在戴耳t与鸾小星碰撞之前或之后
鸾大星与鸾小星系统都不会对地球造成任何危害
没有 没有
以上就是你想知道的
关于dark撞击小行星计划的所有
至于目前还未清晰的几个问题
卵小星被撞后
精确的轨道周期到底是多少
两分钟
不确定余量的消除
被撞击之后的光线为什么有些弯曲
为什么会出现彗星般的长尾
而后又变成双尾
卵小星的地质组成究竟如何
它的密度和组成物质的松散程度是怎样的
在这种非弹性碰撞的前提下
如何精确的计算轨道的改变
如果对地球有威胁的小行星地质组成非常松散
又会产生什么样的撞击后果
碎片会飞向何处
会不会产生不良的蝴蝶效应
还要等待进一步的探索与发现
