美国宇航局的DART任务在历史性的行星防御测试中击中小行星-电子工程专辑

美国宇航局的DART任务在历史性的行星防御测试中击中小行星

传感器技术 2022-09-28 07:00 656浏览 0评论 0点赞

“ 美国宇航局的DART航天器于2022年9月26日与迪迪莫斯双星系统较小的天体相撞。这位艺术家的动画说明了这种影响。欧空局的赫拉任务将在撞击后调查“Didymoon”，并评估其轨道如何因碰撞而改变，将这一次性实验转变为可行的行星防御技术。”

经过10个月的太空飞行，美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）于2022年9月26日星期一成功撞击了其小行星目标。这是美国宇航局首次尝试在太空中移动小行星，也是世界上第一次行星防御技术演示。

位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的任务控制中心于美国东部夏令时晚上7：14（太平洋夏令时下午4：14）宣布了成功的撞击。

作为美国宇航局整体行星防御战略的一部分，DART与小行星Dimorphos的碰撞展示了一种可行的缓解技术，可以保护地球免受地球小行星或彗星的侵害，如果被发现的话。

“从本质上讲，DART代表了行星防御的前所未有的成功，但它也是一项团结的使命，对全人类都有真正的好处，”NASA局长比尔尼尔森说。“随着美国宇航局研究宇宙和我们的家园星球，我们也在努力保护这个家园，这种国际合作将科幻小说变成了科学事实，展示了保护地球的一种方法。

小行星迪非摩斯在撞击前11秒被DART航天器看到。DART的车载DRACO成像仪从42英里（68公里）的距离捕获了这张照片。这张图片是最后一个包含视野中所有迪莫波斯的图像。迪莫波斯的长度约为525英尺（160米）。迪莫波斯的北面朝向图像的顶部。图片来源：美国宇航局/约翰霍普金斯大学APL

DART瞄准了小行星迪莫波斯。这是一个直径只有530英尺（160米）的小天体，围绕着一颗更大的，2，560英尺（780米）的小行星Didymos运行。这两颗小行星都没有对地球构成威胁。

该任务的单向旅行证实，NASA可以成功地导航一艘宇宙飞船，故意撞上一颗小行星以使其偏转。这种技术被称为动能冲击。

现在，调查小组将使用地面望远镜观察Dimorphos，以验证DART的撞击是否改变了小行星围绕迪迪莫斯的轨道。科学家预计这次撞击将使迪莫波斯的轨道缩短约1%，或大约10分钟。满量程测试的主要目的之一是精确测量小行星偏转的程度。

“行星防御是一项全球统一的努力，影响着生活在地球上的每个人，”托马斯·祖尔布辰说。他是华盛顿NASA总部科学任务理事会的副管理员。“现在我们知道我们可以以撞击太空中一个小物体所需的精度瞄准航天器。只需在速度上稍作改变，我们就能在小行星行进的路径上产生重大影响。

该航天器只有一个仪器，迪迪莫斯侦察和用于光学导航的小行星相机（DRACO）。然而，与小体机动自主实时导航（SMART Nav）算法协同工作的复杂制导，导航和控制系统一起，DART能够识别和区分两颗小行星，瞄准较小的天体。

这些系统引导1，260磅（570公斤）的箱形航天器穿过最后的56，000英里（90，000公里）的空间进入Dimorphos，故意以每小时约14，000英里（22，530公里）的速度撞击它，以略微减慢小行星的轨道速度。DRACO的最终图像是在撞击前几秒钟由航天器获得的，以特写细节揭示了Dimorphos的表面。

DART的立方体卫星伙伴意大利立方体卫星用于小行星成像（LICIACube），在撞击前十五天从航天器部署。LICIACube的任务是由意大利航天局提供的，其任务是捕获DART撞击的图像以及小行星产生的喷射物质云的图像。与DRACO返回的图像一起，LICIACube的图像有望提供碰撞效果的视图，以帮助研究人员更好地表征动力学撞击在偏转小行星方面的有效性。然而，LICIACube没有携带大型天线，因此图像将在未来几周内逐个下行链接到地球。

“DART的成功为我们必须拥有的基本工具箱提供了重要的补充，以保护地球免受小行星的毁灭性撞击，”美国宇航局行星防御官员林德利约翰逊说。“这表明我们不再无力防止这种类型的自然灾害。再加上通过我们的下一个行星防御任务，即近地天体（NEO）测量员加速寻找剩余危险小行星种群的增强功能，DART的继任者可以提供我们拯救这一天所需的东西。

由于小行星对距离地球700万英里（1100万公里）以内，一个全球团队正在使用数十台望远镜驻扎在世界各地和太空中，以观察小行星系统。在接下来的几周里，天文学家将表征产生的喷发物，并精确测量Dimorphos的轨道变化，以确定DART如何有效地偏转小行星。这些结果将有助于验证和改进科学计算机模型，这对于预测该技术作为小行星偏转的可行方法的有效性至关重要。

“这项史无前例的任务需要令人难以置信的准备和精确度，团队在所有方面都超出了预期，”APL主任Ralph Semmel说。“除了技术演示真正令人兴奋的成功之外，基于DART的功能有朝一日可以用来改变小行星的航向，以保护我们的星球并保护我们所知道的地球上的生命。

大约四年后，欧洲航天局的赫拉项目将对迪莫波斯和迪迪莫斯进行详细调查，特别关注DART碰撞留下的陨石坑和对迪莫波斯质量的精确测量。

约翰霍普金斯大学APL管理NASA行星防御协调办公室的DART任务，是作为该机构行星任务计划办公室的一个项目。

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