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【读特专稿 | NASA飞船明日撞击小行星，人类首次行星防御试验会发生什么？】
2022年9月27日或将成为行星防御历史性的一天 。 一项名为达特（DART）的实验将让人造飞行器主动撞击由两颗直径数百米的小行星组成的近地小行星系统 ， 以检验人类是否有能力改变可能撞击地球的小行星的轨迹 。 一场保卫地球实战演习即将上演 。
2013年发生在车里雅宾斯克的小行星撞击事件 ， 进入大气层的小天体直径仅约15米 ， 但在此次事件中有1491人受伤 ， 带来经济损失高达3300多万美元 。
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达特任务（DART是英文Double Asteroid Redirection Test的缩略词） ， 代表双小天体系统变轨实验 。 双小天体指的是近地小天体蒂莫斯（Didymos）和它的天然“小月亮”蒂莫菲斯（Dimorphos） 。 蒂莫菲斯的直径大约160米 ， 它以11.93小时的周期绕蒂莫斯转动 ， 与其距离约一公里 。 蒂莫斯的直径为780米 ， 质量大概540兆公斤 ， 自转周期为2.26小时 。
事实上该双小天体系统不对地球造成任何危险 ， 其外观和运行方式类似于一个太空中微缩的月地系统 。 月地系统中地球自转周期与月球围绕地球公转周期的比值是3.7% ， 而蒂莫斯的自转周期与其天然卫星蒂莫菲斯公转周期的比值是18.9% 。 由于其“高速”的自转速率 ， 天文学家怀疑蒂莫斯的月亮很可能是由其“高速”旋转过程中甩出去的物质形成的 。
小天体蒂莫斯和小行星101955（Benu）对比 ， 101955是林肯近地小行星研究小组在1999年9月11日发现的一颗阿波罗型小行星 。 它是美国航天总署欧西里斯任务（OSIRIS-REx计划）在2023年携带样品返回地球任务锁定的目标（图源NASA） 。
达特飞船经过近11个月1100万公里的飞行近期已经到达蒂莫斯附近 。 北京时间9月27号7点15分左右 ， 质量600多公斤的DART飞船将以每秒6.1公里左右的速度撞向小天体的卫星蒂莫菲斯 。 DART飞船除了搭载视觉相机和其它科学载荷外 ， 还搭载了意大利航天局研发的只有14公斤重的陆恰（LICIACube）六单元立方卫星 ， 该卫星在9月12号已经成功由DART飞船释放 。 陆恰的主要任务是实时拍摄达特飞船撞击蒂莫菲斯的整个过程 。
欧空局计划于2024年10月发射的赫挼（HERA）飞船将进一步研究DART撞击形成的撞击坑 ， 蒂莫斯小天体系统的表面和浅层物质成份及内部结构等 。 赫挼主卫星搭载了两套立方星系统 ， 其中一套将首次在小天体表面开展原位重力测量实验 。
DART任务撞击过程任务示意图（图源NASA） 。
这次“小行星防御”试验为什么选择双小天体作为撞击目标？主要原因之一是便于通过观测蒂莫斯天然月亮轨道公转周期的变化来评估动能撞击变轨效果 。 根据前期美国航天总署喷气实验室（JPL）的理论估算 ， 成功撞击后 ， 蒂莫菲斯11.93小时的公转周期将缩短若干分钟 ， 地球上的无线电射电望远镜可以观测到这一变化 ， 为研究动能撞击变轨效果提供证据 。
虽然直径1-20米小天体撞击地球的频率比较高 ， 幸运的是它们中的绝大多数进入大气层后 ， 都会在大气层中燃烧殆尽 ， 其中只有一小部分小天体会到达地球表面 。 撞击地球小天体的尺寸和撞击频率成反比 ， 直径大于1公里的小天体撞击地球的事件大概每50万年发生一次 ， 而直径大于5公里的小天体撞击事件大概每2000万年发生一次 。 此次人类首次主动撞击小天体实验 ， 将为应对将来可能的小天体撞击事件积累宝贵经验 。 这次试验能否成功？让我们拭目以待 。
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