歐洲空間局(ESA)官網(wǎng)的報(bào)道稱(chēng),將于2023年派遣無(wú)人駕駛航天器“赫拉”(Hera)探索雙小行星系統(tǒng)——“迪迪莫斯”(Disymos,希臘語(yǔ)中意指“雙胞胎”)。
屆時(shí),以希臘神話(huà)中眾神之王的妻子赫拉命名的這一航天器將不僅成為首個(gè)探索雙小行星系統(tǒng)的航天器;還會(huì)成為探索有史以來(lái)最小小行星的航天器,因?yàn)椤暗系夏埂敝休^小的小行星“迪迪莫恩”(Didymoon)的大小與埃及的胡夫金字塔相當(dāng),是迄今已知最小的小行星。
此外,作為歐空局行星防御任務(wù)的研究對(duì)象,“迪迪莫恩”也有望成為太陽(yáng)系中首個(gè)以可測(cè)量方式人為改變其軌道的天體。
有史以來(lái)被探測(cè)的最小小行星
從遠(yuǎn)處看,“迪迪莫斯”中的兩顆小行星大小難辨,需要近距離直接比較才能分辨出來(lái)。在由行星學(xué)會(huì)繪制的星體比例圖(展示了迄今航天器探測(cè)到的所有小行星和彗星的相對(duì)大小)中,“迪迪莫斯”中較大的小行星是一個(gè)小點(diǎn);而“迪迪莫恩”才勉強(qiáng)占據(jù)一個(gè)像素。
“迪迪莫斯”雙小行星系統(tǒng)的寬度僅780米,只比直徑500米的“絲川”小行星和直徑350米的“貝努”稍大,其中“絲川”已由日本“隼鳥(niǎo)”號(hào)航天器登陸探索,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的“源光譜釋義資源安全風(fēng)化層辨認(rèn)探測(cè)器”(OSIRIS-Rex)正繞“貝努”軌道運(yùn)轉(zhuǎn)。而“迪迪莫恩”的直徑僅160米,將成為被探測(cè)小行星中最小的一個(gè)。
法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院(CNRS)天文臺(tái)研究所研究主任、“赫拉”任務(wù)首席科學(xué)家帕特里克·米歇爾說(shuō):“當(dāng)與其他小行星相比較時(shí),迪迪莫恩的大小就相形見(jiàn)絀很多?!?/p>
帕特里克還擔(dān)任日本“隼鳥(niǎo)2”號(hào)(Hayabusa2)執(zhí)行小行星“龍宮”(Ryugu)探測(cè)任務(wù)的聯(lián)合負(fù)責(zé)人?!褒垖m”的直徑約為1000米,他說(shuō):“‘隼鳥(niǎo)2’號(hào)提供的圖像顯示,‘龍宮’北極附近一塊巨石的大小與‘迪迪莫恩’差不多?!?/p>
人類(lèi)首次行星級(jí)防御測(cè)試
帕特里克稱(chēng),“迪迪莫恩”將成為人類(lèi)首次行星級(jí)防御測(cè)試的研究目標(biāo),因?yàn)槠潴w型嬌小,是最危險(xiǎn)的近地小行星之一:比它大的星體更容易被追蹤;比它小的星體則會(huì)燃燒殆盡或破壞力量有限,而“迪迪莫恩”大小的星體撞擊地球時(shí),可能毀滅地球上一大片區(qū)域。
2022年,NASA的“雙小行星轉(zhuǎn)向測(cè)試”(DART)任務(wù)將派遣航天器對(duì)“迪迪莫恩”施加影響,嘗試改變它的運(yùn)行軌道,以測(cè)試使這顆小行星發(fā)生偏轉(zhuǎn)的可行性。
帕特里克補(bǔ)充說(shuō):“DART并非首個(gè)對(duì)行星體施加影響的航天器?!?/p>
2005年,NASA的“深度撞擊”(Deep Impact)墜入彗星“坦普爾1號(hào)”(Tempel 1)。不過(guò),這一舉動(dòng)不是試圖使其運(yùn)轉(zhuǎn)方向發(fā)生偏移,而是為了曝光其表面之下的物質(zhì),因?yàn)檫@個(gè)直徑為6公里的天體太大了,很難讓其軌道發(fā)生偏移。但“迪迪莫恩”足夠小,且其軌道周期為12個(gè)小時(shí),因此其運(yùn)轉(zhuǎn)軌道有可能被偏移。
在撞擊之后,“赫拉”將于2026年對(duì)“迪迪莫斯”雙小行星進(jìn)行探測(cè),收集在地球上觀(guān)測(cè)無(wú)法獲得的關(guān)鍵信息,包括“迪迪莫恩”的質(zhì)量、表面特性以及DART任務(wù)撞擊產(chǎn)生的隕石坑的形狀等。
“赫拉”項(xiàng)目科學(xué)家米夏埃爾·屈佩爾斯解釋說(shuō):“這將使我們很好地估計(jì)所施加影響的動(dòng)量傳遞情況,以獲得其傳遞效率,作為人為偏轉(zhuǎn)技術(shù)的一個(gè)指標(biāo)。這些都是驗(yàn)證模型所必需的基本參數(shù),有助于以后設(shè)計(jì)出更好的偏轉(zhuǎn)任務(wù)。我們將進(jìn)一步厘清,這種技術(shù)能否應(yīng)用于更大的小行星,讓我們有信心在必要時(shí)保護(hù)我們的地球母親?!?/p>
科學(xué)研究領(lǐng)域的“香餑餑”
除了對(duì)行星防御測(cè)試至關(guān)重要之外,“迪迪莫斯”系統(tǒng)對(duì)其他領(lǐng)域的研究也具有重要意義。
首先,它能讓我們更好地了解雙小行星系統(tǒng)的形成,這些雙小行星系統(tǒng)約占已知小行星的15%之多。
其次,帕特里克說(shuō):“‘迪迪莫斯’的自轉(zhuǎn)速度非???,每?jī)尚r(shí)就自轉(zhuǎn)一圈。在赤道附近,其弱引力與離心力可以相互抵消,有可能導(dǎo)致其赤道上的物質(zhì)從地表上浮起來(lái)——這也是‘迪迪莫恩’之所以存在的主要理論。因此,探測(cè)器不太可能在赤道登陸,必須在它的南北兩極附近著陸。”
帕特里克還指出:“‘迪迪莫恩’的尺寸如此之小,我們對(duì)這顆小行星的各個(gè)方面知之甚少,但我們確信,它會(huì)乖乖繞著較大那顆小行星旋轉(zhuǎn),就像月亮一直繞著地球旋轉(zhuǎn)一樣,這意味著它的自轉(zhuǎn)周期等于公轉(zhuǎn)周期,自轉(zhuǎn)速度也較低。我們計(jì)劃,至少在‘迪迪莫恩’上放置一顆立方體衛(wèi)星(CubeSat),我們需要非常精確的導(dǎo)航來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。這顆小行星的引力只有地球引力的百萬(wàn)分之一左右,逃逸速度估計(jì)只有6厘米/秒,因此,立方體衛(wèi)星面臨的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是被彈回太空。”
最后,帕特里克認(rèn)為,“迪迪莫恩”級(jí)別的天體還有可能被證明是最佳的小行星采礦對(duì)象,因?yàn)楦蟮奶祗w相對(duì)罕見(jiàn);而更小的天體則會(huì)由于太陽(yáng)光的逐漸加熱更易快速旋轉(zhuǎn)。
“赫拉”任務(wù)目前正在緊密的研究制定中,將由ESA Space19+理事會(huì)歐洲空間部長(zhǎng)會(huì)議批準(zhǔn)。(劉霞)
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