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行星防御:DART 撞击改变了小行星的轨道和形状 

在过去的五亿年里,至少发生过五次这样的事件。 大规模灭绝 当超过四分之三的现有物种被消灭时,地球上的生命形式就消失了。上一次如此大规模的生命灭绝发生在大约65万年前的白垩纪时期,原因是小行星撞击。由此产生的条件导致恐龙从地球表面消失。 地球

Near-Earth objects (NEOs) such as asteroids and comets, i.e., the objects that passes close to the Earth’s 轨道 are potentially hazardous. 行星防御 is about detecting and mitigating threats of impact from the NEOs. Deflecting an asteroid away from the Earth is one way to do this.  

双小行星重定向测试(DART)是有史以来第一个致力于通过动力撞击改变小行星在太空中运动的任务。这是动能撞击器技术的演示,即撞击小行星以调整其速度和路径。  

DART’s target was the binary asteroid system comprising of the larger asteroid Didymos and the smaller asteroid, Dimorphos which 轨道 the larger asteroid. It was suitable candidate for first 行星防御 experiment, although it is not on a path to collide with Earth and poses no actual threat.  

DART 航天器于 26 年 2022 月 XNUMX 日撞击了小行星 Dimorphos。它表明动能撞击器可以偏转正在与地球相撞的危险小行星。 

A study published on 19 March 2024 reports that the impact changed both 轨道 and shape of Dimorphos. The orbit is no longer circular, and the orbital period is 33 minutes and 15 seconds shorter. The shape has changed from relatively symmetrical “oblate spheroid” to a “triaxial ellipsoid” like an oblong watermelon.  

研究小组在计算机模型中使用了三个数据源来推断小行星撞击的后遗症。  

  • DART 航天器捕获的图像:航天器在接近小行星时捕获的图像,并通过 美国宇航局的深空网络 (DSN)。这些图像提供了 Didymos 和 Dimorphos 之间间隙的近距离测量,同时还测量了两颗小行星在撞击前的尺寸。 
  • 雷达观测:DSN 的戈德斯通太阳系雷达从两颗小行星反射无线电波,以精确测量撞击后 Dimorphos 相对于 Didymos 的位置和速度。  
  • 第三个数据来源是世界各地的地面望远镜提供的,这些望远镜测量了两颗小行星的“光曲线”,即小行星表面反射的阳光如何随时间变化。通过比较撞击前后的光变曲线,研究人员可以了解 DART 如何改变 Dimorphos 的运动。 

当 Dimorphos 绕轨道运行时,它会周期性地经过 Didymos 的前面和后面。在这些所谓的“相互事件”中,一颗小行星可以在另一颗小行星上投下阴影,或者挡住我们从地球上看到的视线。无论哪种情况,望远镜都会记录到暂时的变暗(光变曲线的下降)。 

研究小组利用这一系列精确的光曲线下降的时间来推断轨道的形状并计算出小行星的形状。研究小组发现迪莫佛斯的轨道现在稍微拉长或偏心。  

研究人员还计算了 Dimorphos 的轨道周期是如何演化的。撞击后,DART 立即缩短了两颗小行星之间的平均距离,将 Dimorphos 的轨道周期缩短了 32 分 42 秒,缩短至 11 小时 22 分 37 秒。在接下来的几周里,随着 Dimorphos 向太空流失更多的岩石物质,这颗小行星的轨道周期持续缩短,最终稳定在每个轨道 11 小时 22 分 3 秒,比撞击前减少了 33 分 15 秒。  

Dimorphos 现在与 Didymos 的平均轨道距离约为 3,780 英尺(1,152 米),比撞击前近约 120 英尺(37 米)。 

欧空局即将推出的赫拉任务(将于 2024 年发射)将前往双小行星系统进行详细调查并确认 DART 如何重塑 Dimorphos。 

*** 

参考文献:  

  1. 美国宇航局。新闻 – NASA 研究:DART 撞击后小行星的轨道和形状发生了变化。发布于 19 年 2024 月 XNUMX 日。可在 https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-study-asteroids-orbit-shape-changed-after-dart-impact 
  1. 奈杜 SP, 2024. DART 撞击后小行星 Dimorphos 的轨道和物理特征。 《行星科学杂志》,第 5 卷,第 3 期。19 年 2024 月 XNUMX 日出版。DOI: https://doi.org/10.3847/PSJ/ad26e7 

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