[宇宙中的双星系统]电影《双星系统》中的双星系统是怎么撞击地球的?

他们把这个消息告诉美国国家航空航天局,美国总统,然后通过电视新闻告诉公众。

可惜没人当回事。

该办公室的主要任务是睁大眼睛寻找具有潜在威胁的近地天体,发出警告并设计预防计划。所以,如果电影里喜马拉雅山那么大的彗星真的威胁到地球,应该是这个部门先发现,而不是两个普通天文学家。

就在今天,北京时间2022年9月27日,这个办公室刚刚进行了人类历史上的第一次。小行星防御演习3354利用卫星撞击小行星改变其轨道。

长途跋涉,迎头相撞

美国当地时间9月26日晚7点,马达在“最后一击”前两分钟熄灭。在此之前,它以每秒6.6公里左右的速度向目标前进。

这个双星系统里有两颗小行星,一大一小,大的直径780米,小的直径160米。

撞击任务26日下午3点,卫星收到地球最后一次航向修正信息后,DART进入自动导航模式。自主导航也是此次任务中测试的技术之一。

研究小组为卫星配置了光学导航系统。撞击前一小时,这个导航系统引导卫星飞镖锁定了双星系统中的弟弟。

在最后几分钟,卫星上的相机向地球发回了照片,记录了卫星视角的“去向”:

撞击前2.5分钟,这也是双星系统最后一次出现在透视中。距离目标570公里。

撞击前11秒,距离目标68公里。

撞击前的最后一张完整照片,距离目标12公里。

大约在撞击前一秒,距离目标一公里处,卫星顽强地发回了最后一张照片。

在返回地球的途中,卫星“亲吻”了目标,因此只发回了少量信息。

晚上7点14分,美国马里兰州的任务控制中心宣布撞击任务成功。

之所以选择这个双星系统作为实验对象,是因为它与地球的距离适中,便于飞行器抵达,也便于各种天文望远镜观测。同时也足够安全,不会对地球产生任何影响。

双星系统中小弟的选择,并不完全是因为“柿子先找软捏”,还因为撞击之后,通过观察大哥周围的轨道变化,就可以计算出这次撞击的冲击力。

另一个原因是直径超过140米的小行星可能对地球构成潜在威胁。这颗兄弟行星直径160米,达到了构成潜在威胁的“体积下限”,因此也适合作为变轨试验的候选。

换句话说,这个双星系统只是小行星转移的理想试验场。

“行星撞击地球”的概率

尽管卫星本身无法向地球发回任何信息,但科学家们仍在等待更多的图像。一个小盒子,可能就是这个“人造天象”的最佳受众。

撞击任务前15天,一个小立方体“盒子”与DART卫星隔离。它是由意大利航天局提供的,是一个带翅膀的图像收集器。

分离后,它将自动调整姿态,到达DART上方的天空,见证撞击的历史时刻,并捕捉小行星喷流在撞击过程中在太空中形成的图像。

然而,由于LICIA Cube没有配备大型天线,图像将在未来几周内逐一发送回地球。有了它提供的图像,再加上卫星本身传回的图像,人们可以期待未来对这次撞击有更生动更全面的记录。

根据科学家的预测,这次撞击可能会导致9980到99800千克的小行星被物质喷射出来,并在表面形成陨石坑。

在碰撞的瞬间,数以百万计的微小岩石会被挤压,它们形成的总推力会叠加成飞镖撞击的效果。

研究碰撞模型的科学家发现,影响碰撞结果的主要因素是卫星飞镖的速度它们之间碰撞的角速度以及小行星本身的内部结构或材料特性。

组成小行星的岩石的强度,以及这些岩石的孔隙度,都会对撞击结果产生重大影响。

但目前,人们对小行星岩石本身并不了解。除了测量不同的模型,科学家们也在等待LICIA Cube传回的图片,以获得更多信息。

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在过去的几十年里,越来越多的证据表明,许多小行星并不是以固体岩石的形式存在,也不是拥有数百万个微孔的岩石。它们以碎石的形式存在,即松散的巨石。

从地球到太阳的最近距离被定义为一个天文单位。如果任何天体的最近距离小于1.3个天文单位,则认为是近地天体。

目前观测到的近地天体主要是小行星和彗星,以及最常见的流星。

根据美国宇航局内部一个近地天体研究中心的数据,截至2020年7月20日,已知的近地小行星有23118颗。其中,不到一半的小行星直径为140米。这些都是可能对地球构成潜在威胁的小行星,但目前人类对它们知之甚少。

新闻里每隔一段时间就会出现小行星未来会撞上地球的预测,但过一段时间就会被证明是失算。

1998年,有人宣布一颗小行星将于2028年撞击地球。后来发现计算有误,小行星会与地球擦肩而过。

据推测,在太阳系早期,大约十亿年前,地球遭受了大量的小行星撞击。目前地球上已发现约200个小行星撞击坑,也有疑似撞击坑。

根据目前掌握的信息,我们可以计算出近地天体撞击地球的概率。直径200米的小天体每千年出现一次。6500万年前导致恐龙灭绝的撞击是一颗直径15公里的小行星。

它发生的概率是以数十亿年计算的。这在已知的历史上只发生过一次。

对于人类来说,一颗直径1000米的小行星就能给地球带来毁灭性的打击。撞击产生的尘埃将覆盖大部分陆地,还会引发海洋海啸。

根据现有数据,在未来100年内,没有直径大于140米的已知小行星可能会撞击地球。然而,人类的视觉仍然存在盲点,一些小行星没有被观测到。

此外,一些小行星被列为“潜在威胁”,其中一颗小行星被认为在100年以上后有千分之一的概率撞击地球;另一颗预计700多年后撞击地球,概率为三百分之一。

幸运的是,人类不是恐龙。面对小概率事件,他们会思考几百年前的解决方案。

对了,为了纪念第一次小行星分流实验,今天可以用“DART NASA”作为码字,触发一个被DART击中后倾斜的网页。

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DART的影响只是一个起点,这个计划在未来几年还会以不同的方式继续下去。

除了地球天文台对这个双星系统的观测,2024年,欧洲航天局还将发射一艘名为“赫拉”的飞船,该飞船将于2026年抵达双星系统。

无论结果如何,这场具有里程碑意义的“太空攻击”在历史上留下了——笔。很多好莱坞科幻片的开头可能都来自于DART的太空任务。


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