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已知最小小行星准备迎接人类探视

2019-02-21 09:52来源:科技日报

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  欧洲空间局(ESA)官网的报道称,将于2023年派遣无人驾驶航天器“赫拉”(Hera)探索双小行星系统——“迪迪莫斯”(Disymos,希腊语中意指“双胞胎”)。

  届时,以希腊神话中众神之王的妻子赫拉命名的这一航天器将不仅成为首个探索双小行星系统的航天器;还会成为探索有史以来最小小行星的航天器,因为“迪迪莫斯”中较小的小行星“迪迪莫恩”(Didymoon)的大小与埃及的胡夫金字塔相当,是迄今已知最小的小行星。

  此外,作为欧空局行星防御任务的研究对象,“迪迪莫恩”也有望成为太阳系中首个以可测量方式人为改变其轨道的天体。

  有史以来被探测的最小小行星

  从远处看,“迪迪莫斯”中的两颗小行星大小难辨,需要近距离直接比较才能分辨出来。在由行星学会绘制的星体比例图(展示了迄今航天器探测到的所有小行星和彗星的相对大小)中,“迪迪莫斯”中较大的小行星是一个小点;而“迪迪莫恩”才勉强占据一个像素。

  “迪迪莫斯”双小行星系统的宽度仅780米,只比直径500米的“丝川”小行星和直径350米的“贝努”稍大,其中“丝川”已由日本“隼鸟”号航天器登陆探索,美国国家航空航天局(NASA)的“源光谱释义资源安全风化层辨认探测器”(OSIRIS-Rex)正绕“贝努”轨道运转。而“迪迪莫恩”的直径仅160米,将成为被探测小行星中最小的一个。

  法国国家科学研究院(CNRS)天文台研究所研究主任、“赫拉”任务首席科学家帕特里克·米歇尔说:“当与其他小行星相比较时,迪迪莫恩的大小就相形见绌很多。”

  帕特里克还担任日本“隼鸟2”号(Hayabusa2)执行小行星“龙宫”(Ryugu)探测任务的联合负责人。“龙宫”的直径约为1000米,他说:“‘隼鸟2’号提供的图像显示,‘龙宫’北极附近一块巨石的大小与‘迪迪莫恩’差不多。”

  人类首次行星级防御测试

  帕特里克称,“迪迪莫恩”将成为人类首次行星级防御测试的研究目标,因为其体型娇小,是最危险的近地小行星之一:比它大的星体更容易被追踪;比它小的星体则会燃烧殆尽或破坏力量有限,而“迪迪莫恩”大小的星体撞击地球时,可能毁灭地球上一大片区域。

  2022年,NASA的“双小行星转向测试”(DART)任务将派遣航天器对“迪迪莫恩”施加影响,尝试改变它的运行轨道,以测试使这颗小行星发生偏转的可行性。

  帕特里克补充说:“DART并非首个对行星体施加影响的航天器。”

  2005年,NASA的“深度撞击”(Deep Impact)坠入彗星“坦普尔1号”(Tempel 1)。不过,这一举动不是试图使其运转方向发生偏移,而是为了曝光其表面之下的物质,因为这个直径为6公里的天体太大了,很难让其轨道发生偏移。但“迪迪莫恩”足够小,且其轨道周期为12个小时,因此其运转轨道有可能被偏移。

  在撞击之后,“赫拉”将于2026年对“迪迪莫斯”双小行星进行探测,收集在地球上观测无法获得的关键信息,包括“迪迪莫恩”的质量、表面特性以及DART任务撞击产生的陨石坑的形状等。

  “赫拉”项目科学家米夏埃尔·屈佩尔斯解释说:“这将使我们很好地估计所施加影响的动量传递情况,以获得其传递效率,作为人为偏转技术的一个指标。这些都是验证模型所必需的基本参数,有助于以后设计出更好的偏转任务。我们将进一步厘清,这种技术能否应用于更大的小行星,让我们有信心在必要时保护我们的地球母亲。”

  科学研究领域的“香饽饽”

  除了对行星防御测试至关重要之外,“迪迪莫斯”系统对其他领域的研究也具有重要意义。

  首先,它能让我们更好地了解双小行星系统的形成,这些双小行星系统约占已知小行星的15%之多。

  其次,帕特里克说:“‘迪迪莫斯’的自转速度非常快,每两小时就自转一圈。在赤道附近,其弱引力与离心力可以相互抵消,有可能导致其赤道上的物质从地表上浮起来——这也是‘迪迪莫恩’之所以存在的主要理论。因此,探测器不太可能在赤道登陆,必须在它的南北两极附近着陆。”

  帕特里克还指出:“‘迪迪莫恩’的尺寸如此之小,我们对这颗小行星的各个方面知之甚少,但我们确信,它会乖乖绕着较大那颗小行星旋转,就像月亮一直绕着地球旋转一样,这意味着它的自转周期等于公转周期,自转速度也较低。我们计划,至少在‘迪迪莫恩’上放置一颗立方体卫星(CubeSat),我们需要非常精确的导航来实现这一目标。这颗小行星的引力只有地球引力的百万分之一左右,逃逸速度估计只有6厘米/秒,因此,立方体卫星面临的一个风险是被弹回太空。”

  最后,帕特里克认为,“迪迪莫恩”级别的天体还有可能被证明是最佳的小行星采矿对象,因为更大的天体相对罕见;而更小的天体则会由于太阳光的逐渐加热更易快速旋转。

  “赫拉”任务目前正在紧密的研究制定中,将由ESA Space19+理事会欧洲空间部长会议批准。(刘霞)

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