当前我国天问二号探测器正在飞往遥远的小行星2016HO3,计划对这一颗小行星进行伴飞,然后从小行星表面采集样品返回地球,随后还将继续开展对主带彗星311P的伴飞探测,整个任务周期长达10年时间。
除了天问二号任务外,我国还在积极推进载人登月、火星取样返回地球等一系列深空探测任务,其中一个深空探测任务也涉及到小行星,那就是我们计划发射探测器对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务,验证小行星防御方案可行性,当然这个和天问二号探测器任务是不同的。
科学家表示,这一个任务将会采用“伴飞+撞击+伴飞”的模式,发射观测器以及撞击器。其中观测器先对目标小行星进行抵近观测,获取这一颗小行星的详细特性参数后,再让撞击器对这一颗小行星实施高速撞击。整个撞击的过程将会通过天地联合的方式,采用近距离高速成像等技术,对小行星的规定、形貌以及溅射物质的变化进行观测,精准评估撞击效果。
简单地说,就是发射探测器对这一颗小行星进行撞击,看看小行星在受到我们的探测器袭击后,轨道、表面如何变化。这一项技术对于人类来说是至关重要的,在关键时刻甚至可能会保护地球、保护人类。
众所周知,在太空中存在无数小行星、彗星之类的小天体,这些小天体分布在宇宙空间内,有一些小天体与地球的距离很遥远不会与地球发生碰撞,有一些小天体可能会来到地球附近,甚至可能会撞击地球。
在今年年初有一颗名为2024 YR4的小行星引发了大家的关注、热议,因为当时科学家观测的结果显示,这颗小行星可能在不到7年的时间内与地球相撞。如果是尺寸很小的小行星(直径几米、十几米)的话,问题还不是很大,而这一颗小行星的尺寸比较大,直径约100米,如果发生碰撞,对地球会造成区域性的灾难。后来经过对其进行持续的观测后,确认它碰撞地球的可能性极低,解除了风险。
小行星从地球附近飞过去的情况时有出现,我们也不知道什么时候就会有一颗“不长眼”的小行星袭击地球,如果尺寸比较大的小行星撞击地球,那可能会导致毁灭性的灾难。目前主流的观点认为,在距今大约6500万年前,一颗直径约10公里的小行星撞击地球,导致地球发生了大灭绝事件,将包括恐龙在内的无数生物从地球上抹去。
我们人类诞生至今也已经有几百万年时间了,在过去这么长时间内都没有遭遇到这么严重的灾难,并不意味着地球就是绝对的安全。为了避免在未来遭遇类似恐龙那样的危机,这些年来科学家一直在研究如何防御小行星的撞击。
目前我们人类已经有能力发现这些靠近地球的小行星,但是如何防御这些小行星还值得我们去研究。当前最成熟的手段就是发射探测器对其进行撞击,让其运行轨道发生改变,从而避免与地球发生碰撞。在2022年,美国NASA就曾经实施了“双小行星重定向测试”(DART),探测器成功撞击了一颗名为迪莫弗斯的小行星,成功改变了它的轨道。
我国正在计划中的小行星撞击试验其实也是类似的,在某些方面要比美国的“双小行星重定向测试”(DART)更胜一筹。当然,现在官方暂时还没公布具体的细节,所以我们就先不展开对比了。
小行星撞击有多难?
可能有一些网友认为撞击小行星就是发射一个探测器去对其进行撞击就完事了,我们此前已经成功完成探月、探索火星,对小行星进行撞击应该是不难,但实际的情况比想象中的难得多。
一个就是距离的问题。这些小行星与地球的距离不是固定不变的,有一些小行星与地球的距离很远,所以探测器需要飞行很长时间才能抵达目标小行星。
也正是小行星与地球的距离实在是太远了,而小行星的尺寸一般都很小,可能就是几十米、几百米的直径,在茫茫宇宙中找到这么一颗渺小的小行星,还要探测器精准无误来到小行星的附近,对其进行伴飞,然后在合适的时间对其进行撞击,完成撞击后,还要观测撞击的效果。整个过程相当复杂。
也正是由于距离太远,所以通讯存在延迟,探测器在小行星附近伴飞也好,发起撞击也好,我们在地球都没法实时对其进行测控,都是需要探测器自主来完成的。所以对探测器的自主能力有极高的要求。
第二个就是轨道的控制。探测器从发射升空到抵达小行星附近,需要进行多次的轨道调整,这其实难度不大,就相当于驾驶汽车的过程中打一打方向盘修正一下线路。难的是,当探测器抵达小行星附近后如何安全伴飞。
因为小行星不像月球、地球、火星这些大型天体,如果是地球、火星、月球这些大型天体,有足够大的引力来捕获探测器,让探测器能够环绕它飞行。而小行星的引力非常小,完全就不可能捕获探测器让其进行绕飞。而小行星本身也在运动,所以探测器在伴飞的过程中需要控制好飞行姿态,避免不小心在与小行星发生碰撞,也要避免不小心就飞离小行星了。
第三个就是小行星的重量很大,我们的探测器一般也就是几吨甚至只有几百公斤而已。即使探测器在撞击小行星的时候可以启动发动机进行加速,但对小行星来说,这样的撞击其实没有太大的影响,不会对小行星构成严重的毁伤,也没法让小行星出现大幅度的轨道变化。
不过,由于在真空状态下,小行星受到探测器的撞击,会受到一个很轻微的推力,理论上可以让小行星的运行轨道发生一点点偏移,可能就足以让它避免与地球发生碰撞了。所以,这样的技术还是值得进行试验的,而且随着科技的进步,未来我们还会有其他更强大的航天器去“拦截”这些小行星。
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