“航天器与小行星相撞会怎样”

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图片来源:美国航天局官方网站

据美国国家航空空航天局( nasa )官网报道，作为nasa首个展示行星防御技术的任务，双小行星重定向测试( dart )航天器于2022年9月成为双小行星系统双星中较小的双星B ( Didy MMY MB ) ( dart )。

研究人员表示，这颗小行星对地球没有威胁，是理想的测试目标。 因为测量二元系小行星绕大行星轨道的变化比注意绕太阳旋转的小行星轨道的变化要容易得多。 目前，来自约翰霍普金斯应用物理实验室( apl )等机构的科学家正在为2021年6月的发射做准备。

知己知彼

俗话说，知己知彼，百战不殆。 为了让dart宇宙飞船能够一击目标，科学家们需要知道双子星系统的行为习惯。

双星系统由双子星a (didymos a )及其卫星双子星b组成，前者直径约780米，后者直径约160米，围绕前者飞行。 据悉，飞船使用搭载的摄像头和先进的自主导航软件，以6公里/秒的速度故意撞击双子星b，可以安全注意撞击后的偏移。

年以来，科学家从地球开始注意双子星。 目前，由北亚利桑那大学dart观测事业组负责人克里斯蒂娜·托马斯协调的国际小组正在使用位于世界各地的强力望远镜进行重要观测，随时监测这个小行星系统的状态，2022年9月dart撞击双子星b后会如何？

最近的注意活动在智利北部的巴勒拿山进行，科学家利用欧洲南方天文台的巨大望远镜( vlt )详细注意了双子星。 vlt包括4个望远镜，每个望远镜都有8.2米的主镜面，这次使用了其中的两个。

dart调查小组的共同负责人、apl的安迪·里夫金参加了最新的这次调查，他说:“双子星系统太小，远得只能看做一个光点，但我们可以通过测量光点的亮度来获得我们所需的数据。 这个亮度随着双子星a的旋转和双子星b轨道的旋转而变化。 从我们的立场来看，亮度的变化表明了双子星b什么时候从双子星a的前方通过，或者隐藏在双子星a的后面。 这些注意有助于科学家明确双子星b相对于双子星a的位置，让dart知道碰撞的确切时间，从而使偏移最大。

调查小组从年底到2021年春季再次注意双子星，最后的地面观测将在宇宙飞船向小行星前进时或发生碰撞后进行。

构成和结构很重要

但是光靠望远镜还不足以完全理解双子星b。

来自dart碰撞模拟工作人员apl的安吉拉·斯蒂克说:“我们正在地面进行观测，但对双子星b的构成成分和结构知之甚少。 我们有必要想象各种可能性，预测其结果。 这样，dart撞击双子星b后，就可以大致知道测量结果。

双子星b的结构很重要，研究人员目前还不清楚双子星b是固体岩石、松散的碎片还是像沙子一样。 如果是最后一颗，柔软的表面会吸收碰撞产生的大部分力，不会像由更硬的成分构成的小行星那样被推向很大，难以达到预期的效果。

从2004年开始，apl与劳伦斯·利弗莫尔国家实验室和其他调查小组成员一起进行了广泛的建模和仿真测试，以帮助研究者预测双子星b在碰撞dart后会发生什么。

鸿瞥

另外，研究者最终能看到双子星的特写，只是个惊喜。 这是因为dart搭载的双子星侦察和小行星照相机( draco )以及预定发射的立方星来自意大利航天局的liciacube。

作战导航用的draco是dart上唯一的机载设备，主要用作dart的光学导航系统，捕获相关图像，帮助宇宙飞船到达目标。 draco将拍摄的图像输入到apl开发的小型自主式实时导航( smart nav )算法中，在最后几个小时得到准确的数据，将dart自动撞击双子星B。

鞋柜大小的liciacube在碰撞前发射上升空，记录dart撞击目标后的影响及其结果。 该项目最近通过了初步的设计审查，进入了开发的下一阶段。

迄今为止，dart的大部分业务都是建模和仿真，但航天器的多个部件已经开始成形。 航天器的一些硬件组件，特别是航天器的太阳能电池阵列和无线电与电源系统的电子设备已进入制造阶段。 此外，研究人员还将改进推进系统，dart除了可以利用电力推进系统执行任务外，还可以依赖小型肼推进器完成其使命。

来自apl的dart项目经理艾德·雷诺兹表示，dart只有一次击中目标的机会，各项事业必须一蹴而就。