美國太空總署的小行星粉碎任務使月球永久脫離軌道

美國太空總署的小行星粉碎任務使月球永久脫離軌道


論文摘要

方法論

NASA 的方法出乎意料地簡單:發射一艘太空船以超過 14,000 英里/小時的速度飛向小行星,然後讓物理學來完成剩下的工作。 DART 被設計為動能衝擊器-高速射彈的一個奇特術語。飛船本身相對簡單,其主要目標是撞向迪莫弗斯。

在撞擊之前,科學家對 Didymos 系統進行了詳細觀察,以預測撞擊前後的動態。他們使用高倍望遠鏡監測了 Dimorphos 圍繞 Didymos 的軌道行為,為他們提供了一個清晰的基線來測量撞擊後的任何變化。

當 DART 擊中 Dimorphos 時,碰撞產生了碎片雲或噴射物,進一步推動了 Dimorphos,增強了撞擊的效果。任務規劃者利用這種噴射物來發揮自己的優勢,因為他們知道碎片離開表面的力量將有助於改變小行星的路徑。

主要結果

DART 任務取得了巨大成功。這次撞擊改變了 Dimorphos 的軌道,使其軌道周期從 11.92 小時縮短至 11.37 小時。這是一個重大變化,遠遠超過了任務改變軌道至少 73 秒的最低成功標準。

然而,撞擊不僅改變了軌道。它也可能改變了雙形態的形狀和旋轉,可能使其進入翻滾狀態。這表明這顆小行星可能不再像以前那樣穩定,這對於未來的任務以及我們對此類天體在碰撞後如何表現的理解具有有趣的影響。

研究局限性

雖然 DART 任務實現了其主要目標,但仍存在一些不確定性。最大的未知數之一是 Dimorphos 的確切質量,它直接影響撞擊過程中轉移的動量的計算。歐洲太空總署的 Hera 任務計畫於 2026 年抵達 Didymos 系統,將為解決這些不確定性提供重要的後續數據。

另一個限制是 Didymos 系統的長期穩定性。雖然影響的直接影響已有詳細記錄,但尚不清楚該系統將如何隨著時間的推移而演變。 Dimorphos 的軌道會保持穩定,還是會因其形狀和自轉的變化而變得更加不穩定?

討論與要點

DART 任務的成功開啟了行星防禦新時代的大門。我們第一次證明改變小行星的軌道是可能的。這可能會改變我們保護地球免受潛在小行星撞擊的能力。

然而,這個任務只是開始。從 DART 獲得的見解將為未來的任務提供信息,例如 ESA 的 Hera,該任務將進一步研究 Didymos 系統。這些任務將有助於完善我們的小行星偏轉技術,確保我們為未來的威脅做好更好的準備。

此外,DART 任務凸顯了太空領域國際合作的重要性。美國太空總署、歐洲太空總署和其他合作夥伴的共同努力對於應對全球行星防禦挑戰至關重要。

資金和披露

DART 任務由 NASA 行星防禦協調辦公室資助,作為其保護地球免受近地天體侵害的持續努力的一部分。該任務由約翰霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)執行,該實驗室建造並運作了 DART 太空船。歐洲太空總署(ESA)負責赫拉任務,該任務將對迪迪莫斯系統進行後續觀測。

不存在需要揭露的利益衝突,DART 任務的所有發現均已與全球科學界共享,以增進我們對行星防禦的集體理解。

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