“飞镖”撞击小行星

2021年11月23日，美国宇航局“双小行星重定向实验”飞船（简称“飞镖”）由美国太空X公司的猎鹰九号火箭搭载，从美国加利福尼亚州范登堡空军基地升空。“飞镖”在抵达目的地后，将通过撞击一颗近地小行星来改变小行星的运动轨道。

“飞镖”发射场景

“飞镖”将撞击的小行星是戴莫佛斯，它实际上是环绕一颗近地小行星——戴迪莫斯的一颗卫星。用飞行器撞击小行星是科学家提出的一种行星保卫策略，“飞镖”任务是美国宇航局对该策略的一次全面探索，也是人类首次尝试以可测量的方式改变一个太阳系天体的运动。

近地天体是指在距离地球4800万千米的轨道内运行的小行星和彗星。探测可能对地球造成危害的近地天体，是世界各地航天机构的一项主要目标。

在希腊文中，戴迪莫斯意为“孪生子”。对于直径近800米的小行星戴迪莫斯和环绕它的直径为160米的卫星（也是一颗更小的小行星）戴莫佛斯来说，“孪生”一词很合适。这个双星系统由一位美国行星学家（也是“飞镖”团队成员之一）在20年前发现，他当时就建议把这颗卫星命名为“戴莫佛斯”。

之所以在2021年11月23日发射“飞镖”，是因为这个时机的选择便于实现这个目标：到2022年9月戴迪莫斯和戴莫佛斯相对靠近地球（距离地球在110万千米以内）时，“飞镖”能以每小时2.414万千米的速度撞向戴莫佛斯。届时，“飞镖”搭载的达科相机和自动导航软件将有助于“飞镖”探测和撞击戴莫佛斯。达科是“戴迪莫斯勘查及小行星光学导航相机”的简称。此次撞擊将由意大利航天局提供的“意大利小行星成像轻型立方体卫星”来记录，该立方体卫星也是意大利航天局的首部深空飞行器。

组装过程中的飞镖探测器

飞镖探测器全貌（想象图）

调试飞镖探测器

该立方体卫星将由“飞镖”搭载，在“飞镖”撞击戴莫佛斯之前它将与 “飞镖”分离，然后记录撞击情况。在“飞镖”撞击戴莫佛斯之后3分钟，立方体卫星将飞近戴莫佛斯以抓拍图像和视频。这些图像和视频数据将被传回地球，科学家将把这些数据与地面望远镜记录的撞击前后数据进行比较，由此确定戴莫佛斯的轨道周期改变程度。

在此次撞击发生三年后，欧洲空间局（简称欧空局）的赫拉飞行器（简称赫拉）将对戴迪莫斯和戴莫佛斯实施跟踪观测。

戴莫佛斯之所以被选定为“飞镖”的撞击对象，是因为它的大小与那些可能危及地球的小行星相当。但无论是戴莫佛斯还是戴迪莫斯，其本身都不会对地球构成威胁。

“飞镖”的尺寸就连戴莫佛斯的1%都不到，因此“飞镖”对戴莫佛斯的撞击根本不可能消灭后者，而只是会让后者环绕戴迪莫斯的轨道发生一点点偏移。这次快速撞击将会让戴莫佛斯的轨道速度改变1%，轨道周期改1分钟以上。地面望远镜可能得以观测并记录这一改变。

“飞镖”任务图解

戴莫佛斯每11小时55分钟环绕戴迪莫斯一圈。如果“飞镖”对戴莫佛斯的撞击成功，后者的轨道周期改变幅度至少为73秒。通过测量“飞镖”与戴莫佛斯之间的动能转移，科学家就能知道需要多少动能才能改变小行星的轨道。换句话说，如果有朝一日科学家发现一颗小行星正位于将与地球相撞的轨道上，那么就可以通过发射一部飞行器去撞击这颗小行星，从而让它偏离与地球相撞的轨道。

虽然目前尚未发现任何可能与地球直接相撞的小行星，但科学家们已发现了超过2.7万颗形状、大小不等的近地小行星。行星保卫（也就是保卫地球）的关键是及早发现那些有撞击地球倾向的近地天体，然后稍微改变它们的轨道速度，这样就能改变它们的未来轨道，让它们不再位于与地球相撞的路径上。

为什么赫拉要在这次撞击的三年后才去测量戴莫佛斯的物理特性呢？三年的时间难道不是太长了吗？其实，之所以要等这么久，是因为过去的教训。2005年7月，美国宇航局的深空撞击号飞行器发射了一枚重达370千克的铜锭，去撞击坦普尔一号彗星。但因为此次撞击产生大量的尘埃和碎冰，该飞行器当时没能发现撞击坑。幸好，美国宇航局的星尘号飞行器（简称星尘号）在2011年发现了这个直径达150米的撞击坑。