主动防御！人类航天器首次深空奔袭撞击小行星( 二 )
最终 ， DART 选择的目标是两颗孪生小行星 Didymos 和 Dimorphos （希腊神话孪生子/双胞胎的名字 ， 下文用“大星”和“小星”指代） ， 小星围绕大星稳定运动 ， 正常情况下 ， 小星运动的轨道周期是 11.9 小时 ， 它们距离地球很近 ， 通过大型天文望远镜可以很方便地测量它们之间的相对运动情况 。
小星的个头很小 ， 直径仅 160 米 ， 飞行的引力环境纯粹 ， 但凡它的周期出现一点变化 ， 都可以被地球上的科学家识别出来 ， 并用来评估撞击的影响 。
因而 ， 尽管预计 DART 撞击仅能把这个是自身质量 1000 万倍的“小”星速度改变 0.4 毫米/秒 ， 但已经能让它的轨道周期变化 10 分钟 ， 对科学家们而言足够了 。
问题四：DART 用了哪些新技术？
问题三中已经提到 ， 选择这两颗孪生星的重要原因之一就是清楚它们的“容易撞” ， 但这并不代表这个从地球出发飞行近 1 年、跨越数亿千米的“飞镖”能准确“扎上”目标 ， 航天器也需要采用一系列新技术 ， 确保那一瞬间的成功 。 不过由于航天器瞬间要被毁掉 ， 就没必要带上太多顶级科研载荷 ， DART 所有的新技术都是围绕让它更准来设计的 。
这个“准”是指什么呢？
1.飞得准
DART 使用了 NASA 的崭新 NEXT-C 离子电推进发动机 ， 采用超高电压电离惰性气体氙 ， 从而获得持续不断的推力 。 这套系统耗电惊人 ， 需要用 22 平米的新一代柔性太阳能电池板供能 。 飞行过程中 ， 还需要太阳和恒星敏感器获得准确姿态 。
2.看得准
DART 的撞击地点在距离地球 1000 万千米之外 ， 光速双向通信延时超过 1 分钟 ， 它必须自主完成导航和撞击 ， 一双精准的“眼睛”必不可少 。 基于“新视野号” LORRI 相机技术 ， DART 所携带的 DRACO 技术更进一步 ， 识别的精度、准度和清晰度更强 。 有了这双“眼睛”和定制的自动智能导航软件 ， DART 能真正凭一己之力完成任务 。
DART在撞击瞬间的高清画面准确传回 。 图片来源：NASA
3.传得准时
DART 任务的高光时刻是撞击的瞬间 ， 但这也是它粉身碎骨的瞬间 。 不同于常规任务可以把数据暂存后待机传回地球 ， DART 必须在瞬间传回大量数据 ， 尤其是以 6 千米/秒速度撞击的过程中 ， 要快速拍摄清晰的小行星近景 ， “可视即可传” ， 直到爆炸的瞬间 。 因而 ， NASA 对这次任务的直播也很简单 ， 就是任务的主相机发回的景象 。 为这些超高要求保驾护航的 ， 是一整套高增益天线系统 RLSA 。 这是它的太空首秀 ， 效果也显而易见 。
问题五：如何观测整个撞击过程和结果？
由于精准的轨道预报和控制 ， DART 的撞击很早就被记录在科学界的日程表中 ， 最终有部署在 10 余个国家和地区的近 20 台地面望远镜参与了这次联合观测 。 与此同时 ， 远在太空之中的哈勃太空望远镜 ， 詹姆斯·韦伯太空望远镜 ， 甚至正在太空中飞行的小行星探测器“露西” ， 都把镜头对准了撞击地点 。
但是 ， 这些“远观”都无法真正呈现撞击的清晰画面 。 为此 ， DART 早在撞击前 15 天就提前释放了一个小卫星 LICIACube ， 它携带了两部高清相机 。 它在撞击完成后 2 分 45 秒准时飞抵现场 ， 记录下撞击后的情况 ， 随后滑向深空 。
望远镜的观测结果、小卫星的高清相机拍摄结果及 DART 自己发回的撞击前实时直播 ， 让科学家们能掌握撞击的全程情况 。
“赫拉”号将会全面检测孪生小行星及撞击结果 。 图片来源：ESA
为了更进一步评估整体撞击情况 ， 欧空局正在建造“赫拉”号航天器 ， 它的目标是于 2024 年升空 ， 随后前往这两颗孪生小行星 ， 利用各种先进的科学仪器和小卫星对它们进行详细科学研究 ， 尤其是评估 DART 撞击后对小星的影响 。
正如前文所说 ， DART 并未携带科学仪器 ， 事实上也没有时间进行科学测量 ， 但“赫拉”能完美补上这个缺口 。 有了它 ， 一个完整的人类航天探索测试才算完全闭环 。
人类航天已经走过 65 年 ， 随着科技的进步 ， 我们探索宇宙的好奇心逐渐增加 ， 航天任务也在变得越来越复杂 。 地球是人类的摇篮 ， 但我们总要探测摇篮之外的世界 。 航天科技 ， 就是走出摇篮、打开宇宙之门的最好钥匙 。
参考：
[1
NASA官网：https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/in-depth/
[2
NASA官网：https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart/dart-news/
[3
ESA官网：https://www.esa.int/Space_Safety/Hera
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