DART成功地偏转了一颗小行星的轨道但偏转了多少

利用 NASA 在 2022 年 9 月成功进行的双小行星重定向测试的数据，包括 伊利诺伊大学香槟分校航空航天工程师Siegfried Eggl在内的一组科学家计算出在撞击时转移到目标小行星的动量比他们预期的要大将会。他们发现，撞击产生的粒子流产生的后坐力显着增强了动量。

“双星 Didymos 中较小的小行星 Dimorphos 被 DART 航天器击中，它基本上是一堆碎石——许多微小的和不太小的鹅卵石的聚集体——所以我对撞击产生的大量喷射物并不感到惊讶创造了，”Eggl 说。他是《自然》杂志上发表的一篇论文的作者之一 。

科学家团队计算了由于撞击而转移到 Dimorphos 的动量，即 Beta 因子，并了解了它相对于其主要小行星 Didymos 的位移。

他说，深入研究后，他们可以从 DART 的 DRACO 相机记录的图像中推断出 Dimorphos 的形状，但在不知道质量的情况下，很难估计转移到 Dimophos 上的动量。撞击发生后，他们获得了新信息，这对他们进行准确计算的能力产生了重大影响——他们知道这次撞击使 Dimorphos 的轨道周期改变了 33 分钟。

“我认为最重要的结果是我们在如何锚定我们的模拟方面学到了什么，”Eggl 说。“我们试图根据第一性原理推导所有变形预测，但我们没有一个单一的实际数据点。现在我们有了它，可以比较哪些结果匹配，哪些让我们更好地理解，以便我们在未来做出更好的预测。”

该团队使用变量的随机组合运行蒙特卡罗模拟，例如 Dimorphos 是否比 Didymos 更大或更小。Eggl 的职责是确保模拟在统计上是正确的并准确反映现实。

他说，由于近地小行星的构成非常多样化，因此需要像 DART 这样的更多测试。

小行星小行星 Dimorphos 的最后一张完整图像，由宇航局 DART 任务中的 DRACO 成像仪在距离小行星约 7 英里(12 公里)和撞击前 2 秒拍摄。该图像显示了一块直径为 100 英尺(31 米)的小行星。Dimorphos 的北方朝向图像的顶部。图片来源：NASA/Johns Hopkins APL

“如果我们事先有这颗小行星的照片，我们对撞击前的预测可能更符合 DART 的结果，”Eggl 说。“喷射物传输的动量并未完全超出我们计算的可能范围，但处于高端。我们需要对其他类型的小行星进行更多测试，以更好地了解我们在尝试使实际撞击物偏转时所关注的不确定性。”

Eggl 指出，由于他的博士学位的共同工作。加州理工学院 NASA 喷气推进实验室的学生 Rahil Makadia 和研究人员，我们知道在 DART 与 Dimorphos 的受控碰撞之前或之后，Dimorphos 和 Didymos 都不会对地球造成任何危害。根据 Eggl 的说法，欧洲航天局执行的另一项任务 Hera 将在 2027 年的某个时候准确测量 Dimorphos 的质量。这将使 DART 团队能够进一步完善世界上第一个专门的小行星偏转任务的结果。

关于自 2013 年开始以来他一直致力于的 DART 项目，Eggl 说：“我所做的很多工作本质上都是预测性的，但尚未得到验证。在这方面，DART 是不寻常的。该任务的周转速度非常快。因为我们已经完成了所有准备工作并使用软件和模型进行了预测，所以一旦我们从任务中获得实际数据，我们就能够立即运行模拟并快速了解结果。”

“我认为我们还了解到，如果人们共同努力，我们就能取得惊人的成就，比如真正使小行星偏转。”

宇航局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室双小行星重定向测试团队，其中包括 Eggl 和他的两个博士。学生 Rahil Makadia 和 Bhaskar Mondal 将获得 2023 年 AIAA 航空航天卓越奖。该奖项称它是“表彰人类首次由我们地球家园的保护者团队故意改变天体的运动。”