為了讓地球不被撞,科學家準備把小行星的軌道撞偏,能成功嗎?

本文參加【科普新星培訓營】,內容為作者原創。

如果地球被小行星砸中怎麼辦?想必很多人都有過這樣的設想。

答案是,在你還沒看清楚巨大的光暈,人類就已經毀滅了。

在多數人腦海中,這只是一個設想,但在科學家腦海中,這事就並非那麼簡單了。為了避免這種時刻的到來,包括NASA在內的世界各地的研究機構,一直在研究如何防止小行星撞擊地球的裝置。

事實上,目前科學家已經在計劃讓一種能飛到小行星身邊,讓小行星的運動軌跡發生變化的撞擊航天器進行實戰演習了,這個航天器的名字叫Double Asteroid Redirection Test (DART)


為了讓地球不被撞,科學家準備把小行星的軌道撞偏,能成功嗎?


什麼是DART航天器?

這個航天器會接近地球附近的雙小行星系統Didymos,並撞擊這個雙小行星系統中的雙星小行星Didymos B的位置,讓它的軌道發生一點偏移,從而影響Didymos A的軌道。

這個Didymos雙星小行星系統由直徑約為780米的大行星Didymos A,以及直徑約為160米的小行星Didymos B組成。而上述提到的DART撞擊航天器則是以小行星Didymos B為目標。這個撞擊航天器會以小行星Didymos B為目標進行撞擊,從而讓它的軌道產生偏移。

為了讓地球不被撞,科學家準備把小行星的軌道撞偏,能成功嗎?

根據計劃,這個航天器將會在2021年7月發射升空,朝距離地球1100萬千米的Didymos雙星小行星系統飛去,預計將在9月22日到達。

如果小行星想撞擊地球,進入飛向地球的軌道,必須穿越近地空間一個叫“重力鎖眼”的區域。一般來說,“重力鎖眼”會處於這個軌道上,而在這個區域之前,小行星並不會受到地球引力的作用撞向地球。

所以,如果錯過了這個區域,那麼要想讓小行星偏離軌道幾乎是不可能的,那麼它撞上地球是無藥可救的,人類也只能欲哭無淚。


為了讓地球不被撞,科學家準備把小行星的軌道撞偏,能成功嗎?


因此,在小行星軌道偏移的計劃中,必須在到達小行星附近後,在重力鎖眼之前完成航天器的工作。

這個航天器有個決定成敗的關鍵點,因為航天器要經過幾個月才能飛到1100萬千米的距離,再去讓小行星偏離軌道,那麼它需要一個有強勁推動力的引擎,這次的DART航天器的引擎也是很有看點。

新一代的離子引擎NEXT-C

關於這個計劃,此次最引人注目的是這個航天器的重要部位,也就是新一代的離子引擎NEXT-C,目前這個離子引擎已經測試完畢,正準備組裝到航天器上面。

日本的探測器“隼鳥號”的推進系統使用的也是離子引擎,而這個NEXT-C的推進系統的推力,比NASA慣有的翻了三倍。


為了讓地球不被撞,科學家準備把小行星的軌道撞偏,能成功嗎?


離子引擎為了得到推力,利用的是靜電力,也就是庫侖力。

因為在電力中,如果是中性的氣體,靜電力是不工作的,所以引擎內的氣體被等離子化,有了電場,離子就會加速,也就會放出產生推動力的離子束。

這樣的引擎的燃油效率,使用的是一個名為“比推力(單位為秒)”的值。這表示的是對於單位質量的推進劑,單位速度能持續的時間。這也是為了更輕而易舉地看出引擎的效率如何,能飛多長時間。


為了讓地球不被撞,科學家準備把小行星的軌道撞偏,能成功嗎?


一般來說,人工衛星和探測器搭載的化學推進裝置,比推力大概300秒就是限度。但是,離子引擎的比推力可以達到3000秒這個級別,而這次說到的NEXT-C,它的比推力可以達到4190秒。

小行星能成功偏移嗎?

預計Didymos B被這個裝置撞擊後,它的小行星軌道速度會每秒會改變約0.5毫米。速度改變後,Didymos B的自轉週期會改變,這個變化在地球上用望遠鏡或許也檢測得出來。此外,小行星的表面會留下約20米左右的火山口。


為了讓地球不被撞,科學家準備把小行星的軌道撞偏,能成功嗎?


這個彙集了各種高科技精華的DART航天器,會在撞擊後因為損壞結束它的生命,ESA會跟進這個實驗,並在2024年發射另一探測器,去調查航天器對小行星留下的影響,並確認航天器是否有成果。

如果這一連串的實驗都能成功,那麼將來有一天,倘若真的有小行星靠近地球,人類就可以安枕無憂,不用怕在一瞬間所有文明就被毀滅。


分享到:


相關文章: