發射在即，“赫拉”將揭秘被撞擊小行星發生了什么

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歐洲航天局（ESA）即將啟動一項任務，以評估人類在保護地球免受小行星撞擊方面的有效性。這項名為“赫拉”的任務將訪問一顆在2022年被美國航空航天局（NASA）航天器撞擊的小行星，以分析使其偏轉的效果。

“赫拉”任務及其立方體衛星將研究小行星Dimorphos和Didymos（藝術圖）。圖片來源：ESA

“看起來我們撞擊得足夠猛烈，改變了它的形狀。”“赫拉”團隊成員、法國蔚藍海岸天文臺（OCA）行星科學家Harrison Agrusa說。

“赫拉”任務計劃最早于當地時間10月7日在美國佛羅里達州卡納維拉爾角搭載美國太空探索技術公司（SpaceX）“獵鷹9”號火箭發射，不過由于SpaceX調查其運載火箭的問題，發射可能會推遲。這艘太陽能驅動的航天器大小相當于一輛小型汽車，將花費約兩年時間——2026年底到達目標，即位于地球和火星之間的雙小行星系統Didymos和Dimorphos。

這項耗資3.63億歐元（約合3.98億美元）的任務是NASA的雙小行星重定向測試（DART）的后續行動。2022年9月，DART航天器撞擊了直徑160米的Dimorphos——雙小行星中較小的一顆，這次撞擊使Dimorphos圍繞Didymos的近12小時的軌道周期縮短了33分鐘。研究人員表示，這提供了強有利證據，表明未來可以使用類似方法改變撞擊地球的小行星軌道，但目前尚未發現這樣的小行星。

“赫拉”本應在DART撞擊時就在Dimorphos上以收集實時實驗數據。但ESA在2016年取消了任務，又在2019年恢復了任務，這意味著它將比DART晚4年到達。這使得比較Dimorphos撞擊前后的形態更加困難。

“如果能獲得完整的特征數據會更好。”OCA行星科學家、“赫拉”任務負責人Patrick Michel說，“幸運的是，撞擊的結果仍然存在。”

DART以每小時2.2萬公里的速度撞擊小行星，將近1000噸物質送入太空，包括大小如公共汽車的巨石。遠程觀測表明，它形成了一個直徑約50米的隕石坑，寬度相當于一個足球場，但真正的尺寸要等到“赫拉”到達后才能揭曉。“這是一個寬度相當于天體1/3的大坑。”“赫拉”任務科學家之一、美國約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室（JHUAPL）物理學家Dawn Graninger說。

當“赫拉”到達時，它將緩慢接近并將自己定位在兩顆小行星周圍的軌道上。“這是第一次與雙小行星交會。” Michel說。然后，“赫拉”將使用相機和紅外成像儀對小行星開展為期6個月的研究，并逐漸將高度從小行星之上30公里降低到1公里。

“‘赫拉’就像一名偵探。”Michel說，“它會回到犯罪現場，告訴我們發生了什么，以及為什么。”

美國羅切斯特大學天文學家Alice Quillen認為，研究這個系統將使人們對這兩個小行星有前所未有的了解。大約15%的小行星是雙星系統。“關于雙小行星系統的一個謎團是，它們被預測會很快地解體。”她說，這是因為太陽的輻射壓力。Dimorphos軌道上的輕微擺動可能解釋了它是如何被Didymos的引力束縛的。

DART的撞擊可能重塑了小行星近似球形的形狀。“許多撞擊模型表明我們使它變長了。”Agrusa說。

撞擊還可能使Dimorphos在繞Didymos運行時翻滾。在此之前，它一直被潮汐鎖定，就像月球指向地球一樣，它的同一面總是朝向它的更大的同伴。但DART可能使其軸旋轉混亂，甚至可能上下翻轉，這是Agrusa在撞擊前預測的。“我們認為這可能已經發生了。”他說。

“赫拉”拍攝的Dimorphos表面巨石位置與DART拍攝的位置的差異，也可能揭示這顆小行星發生了什么變化。

JHUAPL行星科學家Andy Rivkin說，這項任務將“回答偏轉實驗的一些未解之謎”。他是DART任務負責人、現在參與了“赫拉”任務。

任務進行大約兩個月后，“赫拉"將部署兩顆小型立方體衛星——Juventas和Milani，它們將環繞雙小行星飛行。測量3個航天器之間的距離將幫助科學家計算Dimorphos的引力，從而計算出它的質量，這是理解小行星偏轉的關鍵信息。Michel表示，如果質量較低，“那么我們或許可以輕易地使其偏轉，因為它很輕”；如果質量較高，表明DART的方法在推動小行星偏離軌道方面很有效。

隨后，兩顆立方體衛星將嘗試在Dimorphos 上著陸，提供關于其重力和組成更豐富的信息，并從表面拍攝圖像。