最近幾天，以美國和歐洲為主，來(lái)自世界各地的小行星科學(xué)家和太空飛行器工程師正匯集在羅馬，討論著(zhù)小行星防衛的最新情況。他們本次的主題是一個(gè)宏大的計劃：使用太空飛行器撞擊小行星以達到改變其軌道的目的。

　　這場(chǎng)美歐聯(lián)合任務(wù)的名稱(chēng)是“小行星撞擊和偏轉評估”(Asteroid Impact Deflection Assessment, 以下簡(jiǎn)稱(chēng) AIDA 任務(wù))。他們的具體計劃是先使用一臺飛行器撞擊位于地球和火星之間的小行星 Didymos 的一顆小衛星，然后另一臺飛行器會(huì )勘測撞擊地點(diǎn)以搜集盡可能多的有關(guān)撞擊所產(chǎn)生的影響的數據。

　　本次任務(wù)的撞擊目標是一個(gè)名為 Didymos(希臘語(yǔ)中“雙胞胎”的意思)的近地雙小行星系統。Didymos 系統由一個(gè)稍大的小行星 Didymos A 和一個(gè)繞其運轉的小衛星 Didymos B 組成。Didymos A 的直徑約為 780 米，而 Didymos B 的直徑約為 160 米。Didymos 環(huán)繞太陽(yáng)的軌道半徑在 1.0 天文單位至 2.3 天文單位之間變化，距離地球的平均距離在 250 個(gè)地月距離左右?？茖W(xué)家們是通過(guò)謹慎的考慮后才選擇 Didymos 系統的，他們希望這個(gè)偏轉目標能最大化他們的科學(xué)成果。

　　“飛鏢”飛行器預計撞擊小衛星 Didymos B。圖中白色軌道為 Didymos B 現在的軌道，藍色軌道則為撞擊后的軌道。Credit: ESA

　　NASA 在 AIDA 任務(wù)中負責的部分是一個(gè)名為“飛鏢”的飛行器(全稱(chēng)為雙小行星撞擊測試飛行器，Double Asteroid Impact Test，簡(jiǎn)稱(chēng) DART)。將會(huì )與“飛鏢”飛行器一同撞向 Didymos B 的還有一臺意大利制小行星成像立方星(Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids, 簡(jiǎn)稱(chēng) LICIA)，它將記錄下撞擊的瞬間。

　　ESA(歐洲空間局)在 AIDA 任務(wù)中負責的則是一臺名為“赫拉”(Hera)的飛行器。它將在“飛鏢”飛行器撞擊 Didymos B 后對其進(jìn)行一次近距離勘測。具體來(lái)說(shuō)，它會(huì )測量小行星的質(zhì)量，并且對撞擊坑的形狀進(jìn)行細致的評估。“赫拉”也會(huì )攜帶兩臺立方星，它們將協(xié)助“赫拉”進(jìn)行近距離勘測，這會(huì )是科學(xué)家首次使用雷達探測器來(lái)勘測小行星。

　　“飛鏢”飛行器現在正在建造過(guò)程中，由約翰·霍普金斯大學(xué)應用物理實(shí)驗室承擔。按計劃“飛鏢”飛行器將在 2021 夏季發(fā)射升空，并于 2022 年 9 月撞擊 Didymos B，撞擊時(shí)速度將高達 6.6 千米/秒。

“赫拉”掃描 Didymos B 上的撞擊坑的藝術(shù)想象圖。Credit: ESA

　　與此同時(shí)，“赫拉”正在接近 B2 設計階段的尾聲。在今年 11 月的 Space19+(ESA 的太空安全項目)部長(cháng)級會(huì )議上，歐洲空間局部長(cháng)委員會(huì )將決定是否要發(fā)射這臺飛行器。如果計劃通過(guò)的話(huà)，“赫拉”將會(huì )在 2024 年 10 月發(fā)射，并于 2026 年抵達 Didymos。

　　不過(guò)，Space19+ 決定放棄發(fā)射“赫拉”的可能性是非常小的。對此，“赫拉”任務(wù)的項目經(jīng)理 Ian Carnelli 這樣解釋道：“確實(shí)，‘飛鏢’可以在沒(méi)有‘赫拉’的情況下完成任務(wù)，因為撞擊對 Didymos B 的軌道造成的影響是通過(guò)地基望遠鏡也能測量的。但是，讓這兩個(gè)任務(wù)協(xié)同進(jìn)行所帶來(lái)的科學(xué)效益將會(huì )是巨大的。事實(shí)上，‘赫拉’收集的數據是至關(guān)重要的，它可以讓這場(chǎng)專(zhuān)門(mén)的一次性試驗變成同樣適用于其他小行星的普遍偏轉手段。”

“赫拉”在勘測 Didymos B的撞擊坑。Credit: ESA

　　“赫拉”任務(wù)還將成為 ESA 的首個(gè)前往雙小行星系統的任務(wù)。天文學(xué)家認為雙小行星系統占所有已知小行星中的 15%，并且它們對天文學(xué)家來(lái)說(shuō)仍然充滿(mǎn)未知。“赫拉”除了勘測撞擊坑外，還肩負著(zhù)測試許多重要的新型技術(shù)的任務(wù)，這其中包括深空立方星，人造衛星間的鏈接，和自主圖像導航技術(shù)等。

“赫拉”與它的兩個(gè)立方星協(xié)同合作的藝術(shù)想象圖。Credit: ESA

　　最后，AIDA 任務(wù)還將為低重力環(huán)境作業(yè)提供寶貴的機會(huì )。在今后的任務(wù)中，不管是到近地小行星，還是月球，還是火星，這次作業(yè)都會(huì )提供非常重要的數據。

　　“赫拉”，“飛鏢”，和 AIDA 任務(wù)的其他元素所反饋的結果將會(huì )為科學(xué)家在小行星防衛的課題上所花的精力做出評分。除此之外，它們還會(huì )幫助科學(xué)家建立更好的撞擊效率模型。如果科學(xué)家想讓這場(chǎng)試驗轉變?yōu)樾行欠烙?br /> 一個(gè)成熟的技術(shù)，那么這樣的模型將會(huì )是非常重要的。
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