DART任務動畫。（圖／NASA, John Hopkins APL）
經過10個月的太空飛行，世界上首次行星防禦技術演示，也就是NASA的DART（雙小行星重定向測試），在今天清晨成功撞擊了目標小行星「孿小星」。這也是人類首次嘗試在太空中改變一顆小行星的軌跡。
（視訊／NASA, Johns Hopkins APL）
作為NASA整體行星防禦戰略的一部分，這次撞擊展示了一種可行的技術，能夠保護地球不受直奔地球而來的小行星或彗星的影響。
來自小行星和彗星的威脅
數以百萬計的宇宙天體，比如小行星和彗星，都正圍繞著太陽運行，並經常撞向地球。其中大多數非常小，並不會對地球構成什麼威脅，但也有些可能會引起科學家的關注。
成千上萬顆小行星的軌道（藍色）與行星軌道（白色）彼此相交，其中也包括地球軌道。（圖／NASA, JPL）
近地天體包括小行星和彗星，它們能在距離太陽1.93億千米的範圍內運動。
天文學家認為，如果一個近地天體進入距離地球740萬千米的範圍內，並且直徑超過140米，那麼它可以被視作一個威脅。如果這樣大小的天體墜入地球，它有能力摧毀整個城市，並造成極端的區域性破壞。而更大的天體，比如1千米甚至更大，則可能產生全球性的影響，甚至造成集群滅絕。
最著名、也最具破壞性的天體撞擊發生在約6500萬年前，當時一顆直徑10千米的小行星撞向瞭如今的尤卡坦半島，抹去了地球上絕大多數動植物物種，包括著名的恐龍。
即使是一些更小的天體，也能造成重大的破壞。比如，1908年，一個約50米的天體在西伯利亞石泉通古斯河上空炸開，將2100平方千米範圍裡的8000多萬棵樹夷為平地。
更近一些的2013年，一顆直徑只有20米的小行星在車里雅賓斯克上空32千米的大氣層中爆裂。它釋放的能量相當於30顆廣島原子彈，使1100多人受傷，造成了3300萬美元的損失。
NASA發現的近地小行星統計。（圖／The Conversation, source from NASA, JPL）
根據監測，下一個有可能撞擊地球的具有相當體量的小行星是2005 ED224。當這顆50米的小行星在2023年3月11日掠過地球時，大約有50萬分之一的撞擊幾率。
行星防禦技術測試
在此次測試中，DART的撞擊目標是一對雙小行星中的一顆超小衛星孿小星，它的直徑只有約160米，圍繞著一顆寬780米的更大的小行星「孿大星」運行。這兩顆小行星都沒有對地球構成威脅。
（圖／NASA, John Hopkins APL）
這項「有去無回」的任務是為了證明，目前的技術有能力成功引導航天器故意與小行星相撞，使它偏離原有的軌道。這種技術也被稱為動能撞擊（kinetic impact）。
航天器的唯一儀器被稱為DRACO（光學導航的孿大星偵察和小行星相機），配合一個複雜的制導、導航和控制系統，它與SMART Nav（小型天體機動自主實時導航）演算法協同工作，讓DART能夠識別並區分兩顆小行星，並將較小的天體作為目標。
DART航天器在撞擊前11秒拍攝的孿小星。DART的機載DRACO成像儀器從68千米的距離上捕捉到了這幅照片。這是最後一張包含完整孿小星的圖片。（圖／NASA, John Hopkins APL）
這些系統引導著重570千克的箱形航天器，通過最後90000千米的太空進入孿小星，以大約每小時22530千米的速度撞向了它，略微減緩了小行星的軌道速度。
DRACO的最後圖像是由航天器在撞擊前幾秒鐘獲得的，它展示了孿小星表面的特寫細節。
小行星衛星孿小星的最後一張完整圖像，由DRACO成像儀器在撞擊前2秒在距離小行星約12千米的位置拍攝。這張照片展示了小行星上的一塊，寬31米。照片上方為孿小星的北方。（圖／NASA, John Hopkins APL）
DART在撞擊前對孿小星的最後觀測。DRACO成像儀器在距離小行星約6千米處拍攝了這張最後的圖像，此時距離撞擊只剩1秒。DART的撞擊發生在向地球傳輸圖像的過程中，導致了不完整的圖像。這張圖片展示了小行星表面的一小塊，寬約16米。（圖／NASA, John Hopkins APL）
團隊估計，此次撞擊將使孿小星的軌道縮短約1%，縮短的繞行時間約為10分鐘。精確測量小行星被偏轉的程度是全面測試的主要目的之一。調查團隊將藉助地面望遠鏡繼續觀測孿小星。
來自世界各地的科學家正在使用幾十臺望遠鏡來觀察這個小行星系統。在未來幾周內，他們將對產生的噴射物質進行定性研究，並精確測量孿小星的軌道變化，從而確定DART對小行星偏轉的效果。這些結果也將有助於驗證並改進計算機模型。
在撞擊前15天，DART的立方體衛星伴侶LICIACube（義大利小行星成像輕型立方體衛星）從航天器上部署下來，從而捕捉DART的撞擊和小行星產生的噴射物質雲的圖像。LICIACube的圖像可以提供碰撞效果的視圖，幫助研究人員更好地描述動能撞擊對小行星偏轉的效果。這些圖像也將在未來幾周逐步傳輸。
全球合作的努力
對人類來說，這是一個相當了不起的里程碑。行星防禦其實是一項全球合作的努力，它可能影響到生活在地球上的每一個人。
現在我們知道，我們有能力精確地瞄準，甚至撞擊太空中的一個小天體。只要速度稍有變化，就能對小行星的行進路線產生明顯影響。這也說明，對小行星撞擊這類自然災害，我們有了一種保護地球的方式，而再也不是束手無策的狀態了。
根據計劃，大約四年後，歐洲空間局的赫拉（Hera）項目將對孿大星和孿小星進行詳細調查，特別關注DART碰撞留下的隕石坑，並對孿小星的質量進行更精確的測量。
#創作團隊：
撰文：Takeko
排版：雯雯
#參考來源：
https://dart.jhuapl.edu/News-and-Resources/article.php?id=20220926
https://theconversation.com/nasa-is-crashing-a-spacecraft-into-an-asteroid-to-test-a-plan-that-could-one-day-save-earth-from-catastrophe-190888
https://theconversation.com/can-we-really-deflect-an-asteroid-by-crashing-into-it-nobody-knows-but-we-are-excited-to-try-190865
#圖片來源：
封面圖：NASA, John Hopkins APL
首圖：NASA, John Hopkins APL
