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美国宇航局的小行星撞击地球防御策略有一个複雜情況——双小行星重定向测试甩大块巨石進入太空

(2025-07-12 14:01:56)

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美国宇航局的小行星撞击地球防御策略有一个複雜情況——双小行星重定向测试甩大块巨石進入太空

By Keith Cooper published 11 hours ago

“你可以把它想為一场宇宙台球游戏。如果我们不考虑所有变量我们可能錯過這個球袋” 。

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(Image credit: NASA DART Team and LICIACube)

当美国宇航局的双小行星重定向测试使命撞進小行星迪莫佛斯时撞击的第一阶段看到了航天器的太阳能电池板撞击并粉碎化在目标上的两块大石头上，碎片从其在两个方向中飛旋開。按照碰撞的一项新分析，这次甩創造了足够的动量來給迪莫佛斯一個额外的到頂的动能冲击的直接效果一踢。

双小行星重定向测试（DART）于2022年9月26日撞進了558英尺宽（170米宽）的小行星迪莫佛斯。撞击的力缩短了迪莫佛斯围绕它的更大小行星同伴狄迪墨斯轨道约32分钟。这次使命的要點是表明如果從來发现危险的小行星在与地球相撞的途徑上，我们可以偏转危险的小行星。

然而，现在似乎涉及了在偏转小行星中有比简单的蛮力更多的微妙性。

先於撞击，一艘叫LICIACube的意大利制造的立方体卫星搭载在双小行星重定向测试上分离并拍摄了撞击后的即时图像。除了一般的尘埃云，LICIACube看到了两组大小範圍從1.3到23.6英尺（40厘米至7.2米）的巨石正加速從撞击点离開。哈勃太空望远镜后来的观测证实了这些巨石的存在。

马里兰大学天文学家、这项新研究的主要作者托尼·法纳姆在一份声明中说：“我们看到了这些巨石沒有被随机散布在太空中，相反，它们被聚集在两个相當分明的群中，其他地方没有物質，这意味着这里有某些未知的东西在起作用” 。

此外，这两组巨石團傳達了被双小行星重定向测试航天器傳達的三倍更多动量。

法纳姆说：“我们在偏转一颗小行星從它的軌道移動它中成功了，我们的研究表明虽然双小行星重定向测试航天器的直接撞击造成了这一变化，但甩出的巨石給出了一個几乎同样大的额外一踢。这一额外因素改变我们當规划此类使命时需要來考虑的物理學” 。

20年前，当美国宇航局的“深度撞击”航天器被故意送去与9P/Tempel彗星碰撞时它撞上了一个相对光滑的表面，这被反映在一个光滑连续的甩出物片上而不是碎片的完全不同大块组。

与9P/Tempel相比，迪莫佛斯有一個更粗糙到处都是大石头的表面。

由於這個，已經工作在深度撞击和双小行星重定向测试使命上的马里兰大学天文学和地质学教授傑西卡（Jessica Sunshine）认为她知道當双小行星重定向测试撞击迪莫佛斯时发生了什么。

傑西卡说：“双小行星重定向测试的太阳能电池板可能击中小行星上的两块叫阿塔巴克和博德兰（在航天器主体撞击之前那一刻）的大石头，证据提示南部的（逃逸岩石）團可能由來自阿塔巴克的碎片组成，阿塔巴克是一块3.3米半徑（10.8米）的巨石” 。

这个南部团包含70%的甩出的巨石以浅角度對表面正在以每秒32英里（每秒52米）的高速移动。仅南部团的甩出就已經足以使迪莫佛斯围绕狄迪墨斯的轨道平面倾斜達一度。

A side by side comparison of the impact of two asteroids (white bursts of light) on a dark background in space

被LICIACube在事件几分钟后拍摄的双小行星重定向测试撞击后的图像显示來自碰撞的甩出物。 (Image credit: NASA DART Team and LICIACube)

通过将深度撞击与双小行星重定向测试比较，似乎明显的對彼此有不同属性的物体能不同的反应被撞击。如果我们不得不真的偏转一颗危险的小行星或彗星这些差异将進來发挥作用，因为一個被不了解一個表面对碎片被甩方式的效果的错误带来的可能詛咒灾难。

傑西卡说：“如果一颗小行星朝向我们翻滾，我们知道我们不得不将它移动一定量來防止它撞击地球，那么所有这些微妙性都变得非常非常重要。你能把它想為一场宇宙台球游戏。如果我们不考虑所有的变量，我们可能錯過這個球袋” 。