行星防御:研究发现NASA的DART航天器可以消灭小行星

2022年08月08日 07:56 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

作为双小行星重定向测试(DART)项目的一部分,美国宇航局正在进行世界上第一个针对潜在小行星撞击地球的全面行星防御测试。来自伯尔尼大学和国家研究中心(NCCR)PlanetS的研究人员现在已经表明,DART航天器对其目标的撞击可能会使小行星被破坏到几乎无法辨认,而不是留下一个相对微小的坑。

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恐龙的灭绝被认为发生在6600万年前,是地球上大规模小行星碰撞的结果。现在没有已知的小行星带来直接的危险。但是,如果有一天发现一颗大的小行星直奔地球而去,可能需要改变它的路线以避免灾难性的后果。

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显示DART对Didymos B轨道的影响的信息图,来源:NASA/Johns Hopkins APL

由美国国家航空航天局(NASA)开发的DART空间探测器于去年11月发射,作为这种机动性的首次全面测试。它的目标是击中一颗小行星并使其偏离轨道,以便为建立行星防御系统收集重要数据。

来自伯尔尼大学和国家研究中心(NCCR)PlanetS的研究人员在最近发表在《行星科学》杂志上的一项研究中使用了一种新方法来模拟这种撞击。根据他们的发现,它对目标的破坏可能比以前认为的要严重得多。

碎石而不是坚硬的岩石

与人们想象中的小行星相反,来自日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)隼鸟2号探测器等太空任务的直接证据表明,"小行星可能具有非常松散的内部结构--类似于一堆瓦砾--通过引力相互作用和微小的内聚力而固定在一起",该研究的主要作者、伯尔尼大学物理研究所和国家行星研究能力中心的萨比娜-拉杜坎说。

然而,以前对DART任务撞击的模拟大多假设其小行星目标Dimorphos的内部更为坚实。

Raducan指出:"这可能会极大地改变DART和Dimorphos碰撞的结果,该碰撞计划在未来9月发生。"

DART在160米宽的小行星上没有留下一个相对较小的坑,而是以大约24000公里/小时的速度撞击,可能会使Dimorphos完全变形。除此之外,这颗小行星还可能被偏转得更厉害,而且从撞击中喷出的物质数量可能比以前的估计要大。

一种获奖的新方法

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"这种内部结构松散的情况至今没有得到彻底的研究,原因之一是没有必要的方法",研究主要作者Sabina Raducan说。

研究人员说:"这样的撞击条件无法在实验室实验中重现,而且这种撞击后相对漫长和复杂的陨石坑形成过程--在DART的情况下是几小时的事--使得到目前为止无法现实地模拟这些撞击过程"。

Raducan报告说:"通过我们新颖的建模方法,考虑到冲击波的传播、压实和随后的物质流动,我们第一次能够对像Dimorphos这样的小型小行星的撞击所导致的整个陨石坑过程进行建模"。由于这一成就,她获得了欧空局和尼斯市长在DART后续任务HERA研讨会上的奖励。

拓宽期望的视野

2024年,欧洲航天局欧空局将向Dimorphos发送一个空间探测器,作为太空任务HERA的一部分。其目的是直观地调查DART探测器撞击的后果。"研究报告的共同作者,来自物理研究所和国家行星研究中心的马丁-朱齐说:"为了最大限度地利用HERA任务,我们需要对DART撞击的潜在结果有一个很好的了解。我们关于撞击模拟的工作增加了一个重要的潜在场景,要求我们扩大这方面的预期。这不仅与行星防御有关,而且还为我们对小行星的总体理解增加了一块重要的拼图。"

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