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NASA推进首个小行星偏转任务 将为行星防御测试“动能撞击器”技术

时间:2017年07月14日 信息来源:国防科技要闻 点击: 【字体:

6月23日,NASA批准“双小行星重定向试验”(DART)项目从概念研发阶段进入初步设计阶段。DART是NASA首个演示验证小行星偏转技术的任务,该技术将用于行星防御。

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DART项目简介

DART的目标是“迪蒂莫斯”(又名“迪代莫恩”)双小行星。这对小天体由直径约780米的“迪蒂莫斯A”小行星和绕其运行的直径约160米的“迪蒂莫斯B”小行星组成。两颗小行星仅相距约1千米,它们在2022年10月距地球最近(1100万千米之内);撞击任务将在此时进行,以便能够使用地面望远镜和行星雷达以及天基设施来观测任务。

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根据此前披露的计划,DART将在2020年12月发射,由太阳能电推进系统驱动,并在2022年10月撞击“迪蒂莫斯B”。DART撞击任务旨在测试一种被称为“动能撞击器”的技术概念:对可能威胁地球的小行星进行撞击,使其运行轨道发生偏转。

项目背景

NASA和欧洲航天局曾一度合作开展“小行星撞击和偏转评估”(AIDA)项目工作。该项目涉及两个航天器:由NASA研发的DART,由欧洲航天局研发的“小行星撞击任务”(AIM)。按照原计划,AIM将在2020年10月发射并在2022年5月抵达,将对“迪蒂莫斯”双小行星展开先期研究,并将观测DART撞击任务,包括测量撞击后的轨道偏转。

但2016年12月初,欧洲航天局决定不再资助AIM任务。不过这并未影响DART项目工作。相关科学家认为,只剩DART也能执行动能撞击演示验证任务,这需要地面望远镜提供观测,以监测“迪蒂莫斯B”卫星轨道在撞击后的偏转。

小行星威胁情况及DART试验目标

小行星几乎每天都在撞击地球,但往往在上层大气中就会解体。大到足以对地表造成危害的小行星非常罕见。直径大于1千米的天体可对全球造成影响,这也是NASA有害天体搜寻工作的重点关注对象,这种尺寸的天体约93%已经被发现。

DART将测试针对中等尺寸天体的偏转技术——这种天体足以对地球造成危害,但又不够大,以至于这种天体很多尚未被发现,并可能在未来与地球相撞。NASA资助的望远镜和其他设施将继续搜寻这种天体,跟踪其轨道,并确定其是否构成威胁。

参与DART试验的小行星

自2003年以来,科学家们一直都在密切研究“迪蒂莫斯”这对小天体。主星是S型岩石星体,其构成与许多小行星类似。伴星的构成未知,但尺寸接近于有可能撞击地球并造成影响的许多小行星。

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NASA负责DART项目的科学家汤姆·斯塔特勒表示,双小行星是此次试验的理想实验场。“迪蒂莫斯B”绕“迪蒂莫斯A”运行,从而更容易观测撞击结果,并确保试验不会改变这对小行星绕太阳运行的轨道。

约翰霍普金斯应用物理实验室DART研究联合主管安迪·程表示,DART是演示验证保护地球免受未来小行星撞击能力的关键一步。因为对小行星内在结构或构成知之甚少,需要对真正的小行星执行该试验。DART试验能够证明,如何使用动能撞击器,通过改变有害天体的飞行轨迹来保护地球免受小行星碰撞。

试验执行过程

发射后,DART将使用自主定位系统抵达“迪蒂莫斯B”。随后,将以10倍于子弹的速度(约6千米/秒)撞击“迪蒂莫斯B”。地面观测台将观测撞击过程及“迪蒂莫斯B”运行轨道的改变,这可以让科学家更好地确定动能撞击技术的效能。动能撞击技术通过改变小行星的速度来发挥作用,虽然仅能造成非常小的速度改变,这种改变造成的偏离将随着时间的推移而增大,从而使小行星轨道远离地球。

NASA应对威胁的举措

为了评估并建立应对小行星威胁的能力,NASA在2016年建立了“行星防御协调办公室”(PDCO),负责发现、跟踪和测量有潜在危害的小行星和彗星,发布关于潜在碰撞的预警,并为美国政府应对确实的碰撞威胁辅助进行规划和协调。

项目支持

DART由约翰霍普金斯应用物理实验室设计、建造和管理,由马歇尔航天飞行中心行星任务项目办公室监管。DART还得到戈达德航天飞行中心、约翰逊航天中心和喷气推进实验室研究团队的支持。

来源:NASA网站/图片来自互联网



(作者:中国国防科技信息中心 冯云皓)
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