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NASA明年将进走“自裁义务”,表明吾们能不准下一次幼走星撞地球

作者:admin 发布:2020-10-24 04:33 | 点击数:

  来源:科研圈

  80 年代末,一个能够熄灭人类雅致的幼走星与吾们擦肩而过。美国国家航空航天局(NASA)其后的官方通知表现,幼走星撞击地球事件一旦真实发生,效果将无法挽回。30 年后的今天,人类手中终于有了答对的策略。

 图片来源:ED WHITMAN/NASA/JOHNS HOPKINS APL 图片来源:ED WHITMAN/NASA/JOHNS HOPKINS APL

  美国马里兰州,清洁的实验室里散落着一堆白色立方体配件。这个还未建造完善的装配,能够是吾们对抗“幼走星杀手”的末了期待。该装配由约翰斯·霍普金斯大学行使物理实验室开发,现在,钻研者们正在尝试让这个“方块”与美国另一端的射电看远镜对话。

  明年夏季,NASA 将役使这个白色方块实走史上第一个航天器“自裁义务”。此次走动被称作“双幼走星编制重定向测试”(Double Asteroid Redirection Test,DART),旨在验证人类能否珍惜地球不遭受幼走星的撞击。在这次走动中,方块将在离地球 7 百万英里(1120 万千米)的地方撞击一个冲向地球的幼走星,在理想的情况下,这次撞击将把幼走星推离原运走轨道,从而表明人类具有保卫地球的能力。

  保卫地球的航天器

  1987 年,地球曾经与一个直径 0.5 英里(约为 804 米)的幼走星以不到 100 万英里(160 万千米)的距离擦肩而过。那时在 NASA 做事的 Bevan French 外示,这个幼走星撞击地球的其威力将与 2 万个 100 万吨级氢弹相等(百万吨级指该氢弹的爆发威力与 100 万吨 TNT 的爆发威力相等)。这次事件事后,国会请求 NASA 调查宇宙中游荡的幼走星能够对地球上的生命造成众大水平的要挟。调查通知效果表现,“尽管地球被周围较大的幼走星或彗星撞击的几率并不高,但撞击事件一旦发生,将对地球产生不走挽回的影响。”

 图片来源:Pixabay 图片来源:Pixabay

  时至今日,天文学家已经在太阳系中不都雅测到超过 1.6 万个直径周围在 140-1000 米之间的幼走星。倘若处在这个周围区间内的肆意一个幼走星撞击地球,都将带来人类雅致的消逝和大周围的物栽灭绝。科学家们认为,尽管情况并不笑不都雅,但人类凭借自身的力量也许还能获得一线生机——倘若能够及时侦查出能够熄灭地球的杀手幼走星,吾们就能够挑前发射“自裁”航天器,议决撞击幼走星的手段转折它的运走轨道。

  这个听首来像是科幻电影情节的策略也许是可走的,但吾们必要一个测试来验证它的奏效。DART 的项现在设计师 Justin Atchison 外示:“一切人都清新吾们能够击中一颗幼走星。但在理论与实际之间,吾们还有很长的一段路要走。”要走完这段路, 吾们必要给 DART 追求一个正当的测试对象。

  刺杀幼走星

  在设计 DART 的前身 Don Quijote 时,这项幼走星刺杀义务本必要两架航天器相符作完善:一个负责撞击,而另外一个负责不都雅测。这个方案最后由于成本过于振奋而被欧洲太空总署(ESA)否决,其后,项现在被搁置了近十年。

  稀奇的发生往往只必要一个顿悟时刻。现在的 DART 项方针首席负责人之一 Andy Cheng 在晨首锻炼的时候灵光一现:倘若撞击的对象是双幼走星编制,吾们就能够议决不都雅测相对位置来计算被撞幼走星的轨道偏离水平。这意味着吾们能够用地面看远镜取代负责不都雅测的航天器,从而降矮义务的运走成本。

  手段确定了,想找到一个趁手的演习对象却异国那么浅易。最先,宇宙中游荡的双幼走星编制并不如吾们想象的众,处在地球可不都雅测周围内的编制就更少了。此外,吾们的现在标还必要已足一个请求:要想让航天器清晰转折幼走星运走轨道,这个编制的周围要有余幼。议决上述条件的筛选,Andy Cheng 的团队最后选定迪迪莫斯(Didymos)双幼走星编制中的卫星迪莫弗斯(Dimorphos),并在 2011 年向 NASA 挑交了计划。

迪迪莫斯编制模拟图像。图片来源:Naidu et al。, AIDA Workshop, 2016迪迪莫斯编制模拟图像。图片来源:Naidu et al。, AIDA Workshop, 2016

  迪迪莫斯(Didymos)编制由直径不到 1 千米的幼走星迪迪莫斯及其直径 160 米的卫星迪莫弗斯(Dimorphos)构成。按照以前的不都雅测效果,吾们还清新迪莫弗斯以每圈 12 个幼时的速度绕迪迪莫斯运转。这就是吾们对于刺杀现在标所掌握的通盘新闻了。“吾们根本不清新迪莫弗斯长什么样,” DART 的首席设计工程师 Elena Adams 外示,“吾们只见过迪迪莫斯。”

  驶向未知的星系

  该怎么撞击一个你见都没见过的幼走星呢?要清新,幼走星的形状、构成成分等主要新闻对吾们能否成功完善义务首到至关主要的作用。举个例子,狗骨头形状幼走星的“刺杀”难度要比球形的高得众——航天器很难碰上它,更别说击中幼走星的中央了。不过,当代科学给了吾们“盲人摸象”的底气。DART 上装配了决策编制,能在看见迪迪莫斯时自走判定撞击倾向。

  这个决策编制由相机 Draco 和智能导航编制 Smart Nav 构成。在飞向现在标约莫一年的旅途中, DART 航天器在大半的时间里都只能暧昧地看见迪迪莫斯编制。直到碰撞最先的前一个幼时,吾们才有机会一睹现在标迪莫弗斯的真容。在这一个幼时中,地面上的科学家将不再做出调整措施,DART 只能倚赖本身的“大脑”做决定。所以,它的视力必须清亮,导航必须准确。搭载相机 Draco 不光必须必要达到极高的精准度,还需对太空的矮温有极高的耐受度。常用的光学器件对于矮温极其敏感,所以钻研人员们研制出了能招架矮温带来扭弯效答的新原料。此外,在发射前,钻研人员还必要议决众数次的模拟,协助 DART 在“看见”迪莫弗斯时迅速地做出决策。

 图片来源:ED WHITMAN/NASA/JOHNS HOPKINS APL 图片来源:ED WHITMAN/NASA/JOHNS HOPKINS APL

  DART 项现在中的技术革新还不止于此。这个航天器还将首次测试两栽装配在太空飞走中的外现——与太阳能电池结相符的太阳能帆板编制,及以氙气行为推进剂的离子喷射发动机(NEXT-C)。

  DART 展望 2021 年 7 月发射,该航天器将在 SpaceX 猎鹰 9 号运载火箭的助推下以驶过太阳系。经过一年旁边的飞走,它将抵达现在标迪迪莫斯编制,以大约 6.6 km/s 的速度撞击迪莫弗斯。新冠疫情几乎异国对 DART 项目进取度造成影响,这除了团队间的高效协调外,还来自于团队的决心。幼走星撞击地球的危机就如同通走疾病的危机相通抽象,在它真实发生之前,一切人都认为这不过是一个科幻故事。“不管是 Covid-19,照样任何其他的不幸,不论世界将要发生什么,吾们都不会停下。” Adams 说道。

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