双小行星重定向测试(DART)将一艘宇宙飞船撞击两颗相互环绕小行星中较小的一颗,从地球上很容易测量较小的小行星轨道发生的任何变化,这将为该小行星是否成功偏离轨道提供一个很好的指示器。双小行星重定向测试(DART)将在两个轨道运行的小行星中较小的一个上撞击航天器,并且很容易测量较小小行星离地球轨道的任何变化,这将为小行星偏离轨道的成功提供一个很好的指标。
新浪科技讯北京时间4月30日,据外媒报道,4月29日,一颗大型小行星经过地球。如果与地球相撞,会在地面形成一个直径10公里的大坑,在地球上蒙上一层灰尘。这颗小行星被称为“1998 OR2”,直径至少1.6公里。虽然不会对地球造成任何威胁,但它的近地点离地球只有640万公里。这种小行星被NASA列为“潜在危险天体”。随着小行星和地球围绕太阳运行,这颗小行星在未来将继续接近地球。
Or2在1998年是一颗巨大的小行星,但它比导致恐龙灭绝的小行星小得多。然而,它仍然对地球构成潜在威胁。
事实上,离地球更近的小行星比人们预期的要多。每年都有数十颗较大的小行星在距离地球800万公里的范围内与地球相撞,有可能造成区域性灾难。平均每年都会有一两个大规模的岩石空掠过地球空,这些岩石体积很大,一旦与地球大陆发生碰撞,就会引发灾难性的事件。
在未来,地球很有可能会被一颗更大的行星撞击,它至少可以摧毁一座城市,甚至更糟。如果地球上的人类文明受到小行星碰撞的威胁,制定一个保护地球的计划是非常明智的。这也是为什么NASA计划在2021年发射空号飞船,并首次测试防止小行星杀手与地球相撞的策略——用Tai 空号飞船与远离地球的小行星相撞,使小行星偏离原来的轨道。
双小行星改向试验会将一个航天器撞击在两个轨道运行的小行星中较小的一个上,很容易测量到较小的小行星离开地球的轨道的任何变化,这将为小行星是否成功偏离轨道提供一个很好的指标。
拥挤的太阳系
阻止“小行星杀手”的第一步是发现它。太阳系中确实有成千上万颗小行星。我们希望将它们从太阳系中分离出来。随着时间的推移,我们必须更密切地观察和监测它们。到目前为止,我们已经发现了2078颗潜在危险的小行星。
通常太阳系小行星的速度接近每小时32000公里。1998年OR2小行星到达近地点时,距离地球只有640万公里,相当于地球与月球距离的16倍。虽然1998年OR2的近地点距离并不令人担忧,但它将继续在自己的轨道上绕太阳运行。绕太阳运行需要3.7个地球年,每次绕太阳运行都要冒险进入火星外的小行星带并接近地球。2078年,当小行星1998 OR2再次到达近地点,更靠近地球,在离地球160万公里范围内摆动时,天文学家将无法精确计算出1998 OR2在数百年后的具体位置。
约翰逊指出,美国宇航局将直径超过140米、距离地球800万公里以内的天体归类为潜在危险的小行星。800万公里的范围取决于地球轨道随时间的变化程度。当然,这个范围有一定程度的冗余,从而保证我们可以捕捉到未来任何可能与地球发生碰撞的天体。预计另一颗名为“1990 MU”的大型小行星将在7年后到达近地点,距离地球约480万公里。
我们不希望地球被大的小行星撞击。我们最重要的任务是找到他们,对他们的所有信息进行更全面的分析。基于这些数据,我们不会对一些小行星的轨道感到惊讶。
1998年,美国国会要求NASA探测和识别90%以上直径1千米或更大的潜在危险小行星。7年后,美国国会再次要求NASA探测并识别90%以上直径800米的小行星。
较大的小行星,如1998 OR2和1990 MU,如果与地球相撞,可能会毁灭地球上的生命。据估计,一颗直径超过1公里的小行星将摧毁整个大陆,产生的大气尘埃将导致全球变冷,这可能导致几年内全球农作物歉收。
目前,科学家已经观测到约900颗直径超过1公里的近地大小行星,占近地小行星总数的95%。在接下来的几个世纪里,小行星几乎不会与地球相撞。然而,一份报告指出,较小的小行星仍然可以摧毁地球上的城市,总数为25000个,但只有30%被探测到。
一旦这些较小的小行星与地球相撞,将会带来区域性的灾难,我们仍然会面临很多棘手的问题。在黑暗的Tai 空中很难找到这些灰色或黑色的小Tai 空岩石。
即使直径小于150米的小行星也非常危险。有些陨石在空爆炸,威力相当于核弹。例如,2013年,一颗流星在俄罗斯车Yasbinsk 空中爆炸,一个直径22米的火球从天而降,在碰撞过程中产生强烈冲击波,震碎民居玻璃,造成约1500人死亡
使用双小行星重定向测试策略与小行星碰撞
美国亚利桑那大学艾米__美因茨(Amy Mainzer)是小行星探测和防御领域的资深科学家之一,她说:“1998 OR2是一颗巨大的小行星,但比导致恐龙灭绝的小行星小许多,尽管如此它仍潜在对地球构成威胁。”亚利桑那大学的艾米·梅因泽(Amy Mainzer)是小行星探测和防御领域的资深科学家之一。她说:“Or2在1998年是一颗巨大的小行星,但它比导致恐龙灭绝的小行星小得多。然而,它仍然对地球构成潜在威胁。”
要防止小行星与地球相撞,最重要的是要有预警时间。人类需要几年甚至几十年的准备,才能把最大的小行星推出轨道。
美国宇航局的双小行星重定向测试任务计划于2021年7月发射。它的核心任务是测试一种偏离策略,将重半吨的航天器撞击到接近地球的小行星上,最终使小行星偏离原来的轨道。2022年10月,在距离地球1040万公里的Tai 空区域,一艘冰箱大小的宇宙飞船将接近一颗直径约800米、卫星小行星直径150米的小行星Di Timmas。
小行星“迪蒂马斯”成为“双小行星改向试验”的试验目标。一旦这种大小的小行星与地球相撞,它将摧毁一座城市。陆基望远镜可以探测到其围绕较大行星的轨道时间变化,从而测量碰撞的影响。
在DART飞船以25000km/h的速度与Di Timmas卫星发生碰撞之前,飞船会释放一个鞋盒大小的摄像头,可以观察记录飞船与Di Timmas卫星的碰撞情况,并拍摄卫星碎片,甚至是碰撞过程中形成的弹坑。据预测,这次碰撞可能会将卫星的轨道周期从12小时缩短到7分钟。如果变化持续70秒以上,那么任务成功。
通过改变卫星轨道,我们并没有改变Di Timmas的轨道,Di Timmas是一颗潜在危险的小行星,所以我们并不想改变它的轨道,有些操作可能会把它推向错误的轨道方向。
欧洲航天局建造的另一艘航天器“赫拉”将于2026年抵达小行星迪蒂马斯,届时将详细测量撞击结果,并测试自主导航技术。
虽然“动能对撞机”的策略很好理解,但是很多变量控制着小行星能否通过撞击成功转向,而目标天体的成分、硬度、结构、撞击喷出多少物质、航天器的撞击角度都是至关重要的因素。
“动能撞击器”可能会成功改变Di Timmas这样的小行星的轨道方向,但如何改变小行星1998 OR2?如果这么大体积的小行星与地球相撞,我们需要发射更大规格的防御策略,比如在小行星附近引爆核弹,蒸发其表面,将其推出轨道。如果小行星表面发生核爆炸,可能会有霰弹枪射击效应,大量小行星碎片仍会飞向地球。
目前,科学家们正在开发阿泰空望远镜项目,以发现危险的小行星。他说:“最佳的偏转策略不仅取决于来袭的天体,还取决于我们在撞击前还有多少时间。我们必须进行大量的计算和演习。”
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