
美國太空總署 2022 年執行的 DART 實驗任務成功撞上小行星衛星迪莫弗斯(Dimorphos)時,不僅釋放大量巨石,還成功改變小行星的軌道。不過,近期由馬里蘭大學領導的天文學家團隊卻發現,雖然任務成功證明撞擊能改變小行星路徑,但伴隨而生的巨石會在意想不到的方向產生力量,這可能會使未來偏轉小行星工作更複雜。
雙小行星重定向測試(DART)是美國太空總署(NASA)和約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)合作的計畫,2022年9月執行世界首次用撞擊改變小行星軌道的實驗。DART撞擊前十天,天文學家從探測器釋放義大利製造的小型太空船LICIACube,讓天文學家近距離觀察撞擊過程。馬里蘭大學團隊從這些影像追蹤撞擊後產生的104塊半徑0.2~3.6公尺不等巨石,確定巨石的位置和速度,測量出巨石以高達秒速52公尺飛離迪莫弗斯。
▲ DART探測器LICIACube接近小行星系統的主星迪迪莫斯(左上角)和遠離(右上角)時拍攝。LICIACube撞擊發生幾分鐘後飛掠並拍攝撞擊成果。噴出物分布成不對稱的塵埃錐體,錐體呈現流狀和細絲狀,還有許多100多公尺大小巨石噴向特定的方向。(Source:NASA / DART / LICIACube)
團隊發現,噴出巨石動量高達DART撞擊器三倍。巨石不僅產生幾乎與DART撞擊相同的衝擊力,噴出方向也明顯分成兩群。團隊認為,拋出巨石可能來自特定來源,或許是小行星較大巨石,DART探測器主體撞擊地表前就被太陽能板擊碎飛濺。
由於DART撞擊產生的巨石動量垂直於太空船軌道,代表可能使迪莫弗斯軌道面傾斜1°以上,並導致小行星不規則翻滾。研究結果顯示將來若欲以撞擊方式偏轉小行星軌道,表面地形與岩石分布狀態,可能對偏轉成果產生不可預期的變數。
LICIACube多視角和特寫影像,DART團隊獲許多地球無法探測到的資料,成為未來規劃小行星偏轉任務時的重要參考。歐洲太空總署「赫拉」(Hera )將於2026年抵達迪迪莫斯─迪莫弗斯系統,屆時提供天文學家更多資訊,以確保如果一顆小行星朝地球而來,人類能掌握所有變數,做好萬全準備。