在日前闭幕的第三届深空探测(天都)国际集会会议上,大国探月工程总设计师、深空探测尝试室主任兼首席科学家吴伟仁透露,我国将在不久的未来,实施小行星动能撞击验证任务。
这意味着大国将成为继老美之后,全球第二个开展小行星动能撞击实战验证的国度。
为什么要撞击小行星?这次尝试有何代价?介入此次集会会议的大国科学院上海天文台光学天文技能研究室研究员唐正宏,接管解放日报记者专访,举办了科普解读。
【并非为了撞击而撞击】
“科学家们并非为了撞击而撞击,其焦点目标很是明晰:测试并验证通过动能撞击偏转有潜在威胁小行星的技能可行性,为将来守卫地球做筹备。”唐正宏说。
汗青上,地球曾多次被小行星撞击,最著名的一次导致了恐龙的灭尽。固然这种全球性劫难事件概率极低,但较小局限、会造成地域性或都市性粉碎的撞击事件,产生的概率要高得多。
2013年2月15日,一颗直径约18米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地域上空爆炸,等效当量约30颗广岛原子弹,导致1000多人受伤、3000余栋衡宇受损。由于爆炸产生在约30公里高空,且内地地广人稀,所以伤害没那么大。试想一下,假如产生在大国东部人口浓密地域,其发生的伤害将远不止于此,因此该事件引起国度层面高度重视。
天文学家已经发明白数以万计的近地小行星,个中,与地球最近间隔750万公里以内、直径大于140米、绝对星等亮于22的小行星,被视为“有潜在危险”,约莫有2200多颗。
“固然今朝已知的、在可预见的将来有撞击地球风险的天体少少,但必需为‘万一’的环境做好筹备。”唐正宏说。
动能撞击是今朝被认为技能最成熟、最可行的行星防止方案之一。但理论计较和地面模仿终究有范围,真实的小行星布局、身分、密度(大概是坚固的岩石,也大概是松散会萃的“碎石堆”)城市极大地影响撞击结果。
“只有‘真撞一次’,才气得到最真实的数据。”唐正宏说,这也是为何我们要主动撞击小行星的重要目标——技能验证。
【一场紧密的“太空台球”】
怎么撞击小行星呢?
据悉,大国的“小行星撞击打算”正式名称为“小行星防止任务”。其焦点任务之一,是在不久的未来,通过发射一个组合航天器,对一颗近地小行星进动作能撞击,并随后对撞击结果举办近间隔视察和评估。
“简朴来说,就是主动撞一下,然后看看撞得怎么样。”唐正宏说,这个进程可以类比为一场紧密的“太空台球”——
先发射一个航天器(母船),它携带一个“撞击器”。在靠近方针小行星时,撞击器与母船疏散,并以极高的速度(约每秒6.5公里)撞向小行星。
母船会迅速变轨,从安详间隔飞越撞击现场,操作其携带的相机、雷达等设备,具体记录撞击瞬间发生的碎片、尘土,最要害的任务是——丈量小行星轨道被改变了几多。
有人担忧,,撞击小行星的碎片是否会掉落到地球?“不会的。小行星的碎片间隔地球有千万公里远,且主要受太阳的万有引力影响,所以落到地球上的概率极低。”
【有望得到更详尽撞击数据】
2022年9月27日,老美航空航天局(NASA)操作轨道航天器(DART),对一颗近地小行星实施动能撞击,这是人类汗青上首次实验通过动能撞击改变小行星的运行轨道。
DART打算结果模仿图 (图片来历:NASA官网)
其时上海天文台操作漫衍全球的光学望远镜接力视察,拍摄到了此次撞击前后的近百幅视察图像(见下图),并通过计较发明,此次撞击发生的飞溅物被太阳照亮,导致小行星亮度增加约10倍。
我国将实施的小行星动能撞击验证有何差异?
“大国的任务可以看作是一次增补和进级。”唐正宏说,NASA的方针是一个双小行星系统,通过丈量其轨道周期变革来评估撞击结果。而大国的方针是一颗单独的近地小行星,将直接丈量其绕太阳公转轨道的变革,技能挑战差异。
DART撞击进程中的各类表示依赖地面望远镜和与其伴飞的一颗小型立方星举办视察。大国则是由主航天器自身携带的成果强大的多个载荷举办近间隔、长时间的风雅视察,有望得到更详尽的撞击进程数据。
【远不止“撞一下”那么简朴】
我国主动撞击小行星有什么代价?
“这次任务的代价是庞大且多方面的,远不止‘撞一下’那么简朴。”唐正宏说。
其最大代价在于获取小行星防止焦点数据,丈量偏转效率是最直接的方针。通过比拟撞击前后小行星的轨道,科学家可以准确计较出这次撞击给了小行星几多“动量”,从而获得一个要害的参数——“β值”(动量通报系数)。这个数值对将来设计任何真实的偏转任务都至关重要。
撞击就像一次“主动地动学”尝试,通过:撞击坑的巨细、形状、喷出物的几多和速度,可以反推小行星的外貌和内部物质构成与布局。这对付评估将来若需偏转其他小行星时该用多大“力气”至关重要。
该任务涉及超高精度的自主导航与制导(要精确掷中一个在高速举动、形状犯科则且引力微弱的小天体)、远间隔高速通信、航天器智能自主打点等顶尖技能。完成此次任务将极大晋升大国在深空探测规模的技能程度,为后续更巨大的小行星采样返回、以致小行星采矿任务积聚履历和数据。
小行星被认为是太阳系形成进程中残留的“修建原质料”。无论此次方针小行星是什么范例,近间隔的具体视察都能为我们提供关于太阳系早期形成和演化进程的名贵信息。
这是在太空微重力情况下举办的一次超高速撞击尝试,其自己对付物理学研究就是极其贵重的数据。
“大国的‘小行星撞击打算’并非意在炫技,而是一项以守卫地球为基础方针、兼具重大科学意义与技能挑战性的深空探测任务。它不只是人类主动掌握本身运气的一次重要实践,也是践行‘人类运气配合体’理念的切实动作。该打算将在连系国相关倡议的框架下推进,其取得的数据和研究成就将与全球科学界共享,助力全人类配合晋升行星防止的本领与体系构建。”唐正宏说。