一趟有去无回的任务

DART 任务动画。（图／NASA, John Hopkins APL）

经过 10 个月的太空飞行，世界上首次行星防御技术演示，也就是 NASA 的DART（双小行星重定向测试），在今天清晨成功撞击了目标小行星 "孪小星"。这也是人类首次尝试在太空中改变一颗小行星的轨迹。

（视频／NASA, Johns Hopkins APL）

作为 NASA 整体行星防御战略的一部分，这次撞击展示了一种可行的技术，能够保护地球不受直奔地球而来的小行星或彗星的影响。

来自小行星和彗星的威胁

数以百万计的宇宙天体，比如小行星和彗星，都正围绕着太阳运行，并经常撞向地球。其中大多数非常小，并不会对地球构成什么威胁，但也有些可能会引起科学家的关注。

成千上万颗小行星的轨道（蓝色）与行星轨道（白色）彼此相交，其中也包括地球轨道。（图／NASA, JPL）

近地天体包括小行星和彗星，它们能在距离太阳 1.93 亿千米的范围内运动。

天文学家认为，如果一个近地天体进入距离地球 740 万千米的范围内，并且直径超过 140 米，那么它可以被视作一个威胁。如果这样大小的天体坠入地球，它有能力摧毁整个城市，并造成极端的区域性破坏。而更大的天体，比如 1 千米甚至更大，则可能产生全球性的影响，甚至造成集群灭绝。

最著名、也最具破坏性的天体撞击发生在约 6500 万年前，当时一颗直径 10 千米的小行星撞向了如今的尤卡坦半岛，抹去了地球上绝大多数动植物物种，包括著名的恐龙。

即使是一些更小的天体，也能造成重大的破坏。比如，1908 年，一个约 50 米的天体在西伯利亚石泉通古斯河上空炸开，将 2100 平方千米范围里的 8000 多万棵树夷为平地。

更近一些的 2013 年，一颗直径只有 20 米的小行星在车里雅宾斯克上空 32 千米的大气层中爆裂。它释放的能量相当于 30 颗广岛原子弹，使 1100 多人受伤，造成了 3300 万美元的损失。

NASA 发现的近地小行星统计。（图／The Conversation, source from NASA, JPL）

根据监测，下一个有可能撞击地球的具有相当体量的小行星是 2005 ED224。当这颗 50 米的小行星在 2023 年 3 月 11 日掠过地球时，大约有 50 万分之一的撞击几率。

行星防御技术测试

在此次测试中，DART 的撞击目标是一对双小行星中的一颗超小卫星孪小星，它的直径只有约 160 米，围绕着一颗宽 780 米的更大的小行星 " 孪大星 " 运行。这两颗小行星都没有对地球构成威胁。

（图／NASA, John Hopkins APL）

这项 " 有去无回 " 的任务是为了证明，目前的技术有能力成功引导航天器故意与小行星相撞，使它偏离原有的轨道。这种技术也被称为动能撞击（kinetic impact）。

航天器的唯一仪器被称为DRACO（光学导航的孪大星侦察和小行星相机），配合一个复杂的制导、导航和控制系统，它与SMART Nav（小型天体机动自主实时导航）算法协同工作，让 DART 能够识别并区分两颗小行星，并将较小的天体作为目标。

DART 航天器在撞击前 11 秒拍摄的孪小星。DART 的机载 DRACO 成像仪器从 68 千米的距离上捕捉到了这幅照片。这是最后一张包含完整孪小星的图片。（图／NASA, John Hopkins APL）

这些系统引导着重 570 千克的箱形航天器，通过最后 90000 千米的太空进入孪小星，以大约每小时 22530 千米的速度撞向了它，略微减缓了小行星的轨道速度。

DRACO 的最后图像是由航天器在撞击前几秒钟获得的，它展示了孪小星表面的特写细节。

小行星卫星孪小星的最后一张完整图像，由 DRACO 成像仪器在撞击前 2 秒在距离小行星约 12 千米的位置拍摄。这张照片展示了小行星上的一块，宽 31 米。照片上方为孪小星的北方。（图／NASA, John Hopkins APL）

DART 在撞击前对孪小星的最后观测。DRACO 成像仪器在距离小行星约 6 千米处拍摄了这张最后的图像，此时距离撞击只剩 1 秒。DART 的撞击发生在向地球传输图像的过程中，导致了不完整的图像。这张图片展示了小行星表面的一小块，宽约 16 米。（图／NASA, John Hopkins APL）

团队估计，此次撞击将使孪小星的轨道缩短约 1%，缩短的绕行时间约为 10 分钟。精确测量小行星被偏转的程度是全面测试的主要目的之一。调查团队将借助地面望远镜继续观测孪小星。

来自世界各地的科学家正在使用几十台望远镜来观察这个小行星系统。在未来几周内，他们将对产生的喷射物质进行定性研究，并精确测量孪小星的轨道变化，从而确定 DART 对小行星偏转的效果。这些结果也将有助于验证并改进计算机模型。

在撞击前 15 天，DART 的立方体卫星伴侣 LICIACube（意大利小行星成像轻型立方体卫星）从航天器上部署下来，从而捕捉 DART 的撞击和小行星产生的喷射物质云的图像。LICIACube 的图像可以提供碰撞效果的视图，帮助研究人员更好地描述动能撞击对小行星偏转的效果。这些图像也将在未来几周逐步传输。

全球合作的努力

对人类来说，这是一个相当了不起的里程碑。行星防御其实是一项全球合作的努力，它可能影响到生活在地球上的每一个人。

现在我们知道，我们有能力精确地瞄准，甚至撞击太空中的一个小天体。只要速度稍有变化，就能对小行星的行进路线产生明显影响。这也说明，对小行星撞击这类自然灾害，我们有了一种保护地球的方式，而再也不是束手无策的状态了。

根据计划，大约四年后，欧洲空间局的赫拉（Hera）项目将对孪大星和孪小星进行详细调查，特别关注 DART 碰撞留下的陨石坑，并对孪小星的质量进行更精确的测量。