避免人類(lèi)重演恐龍滅絕，NASA要向小行星****一枚“炮彈”
發(fā)布人：硅星人
時(shí)間：2021-11-24
來(lái)源：工程師
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這是一次承載改寫(xiě)人類(lèi)和地球命運(yùn)的“炮彈”****。
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文｜杜晨 編輯｜Lianzi
如果恐龍當(dāng)年也有宇航局的話(huà)，那么這一物種的命運(yùn)可能就不會(huì)在6500萬(wàn)年前戛然而止。當(dāng)然，如果真的是那樣的話(huà)，恐怕也不會(huì)有人類(lèi)的今天……
而在11月24日，NASA 將****一枚肩負(fù)著關(guān)鍵使命的衛(wèi)星。這次任務(wù)的成敗，將決定恐龍的命運(yùn)未來(lái)是否某天會(huì)在人類(lèi)的身上再次上演。
美國(guó)時(shí)間本周三凌晨，一架只有小汽車(chē)大小的衛(wèi)星將搭乘 SpaceX 的獵鷹九號(hào)火箭，從加州的范德堡太空部隊(duì)基地起飛。
到了明年九月底、十月初，這架衛(wèi)星將作為“動(dòng)能武器”，與一組孿生小行星系統(tǒng)發(fā)生碰撞。
科學(xué)家們的期望是，這次撞擊能夠顯著改變?cè)撾p小行星系統(tǒng)的運(yùn)行軌跡。這一次任務(wù)，目前已經(jīng)耗資超過(guò)3億美元。它將將檢驗(yàn)人類(lèi)是否具有能力，偏轉(zhuǎn)小行星等其它天文物體的航線(xiàn)，保護(hù)地球、人類(lèi)，以及其它物種。
2013年2月15日，俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克附近的居民經(jīng)歷了一次畢生難忘的天文事件：一枚火流星在烏拉爾聯(lián)邦管區(qū)南部上空進(jìn)入地球大氣層，開(kāi)始燃燒，最終在車(chē)?yán)镅刨e斯克市上空爆炸。這枚隕石直徑只有17米左右，質(zhì)量約7,000噸，爆炸高度估計(jì)在30-70千米范圍內(nèi)。就是這樣一顆小隕石，其空爆效果造成的氣爆沖擊波卻造成了近1500人不同程度受傷。人類(lèi)上一次遭遇隕石爆炸事件還是俄羅斯的通古斯大爆炸，距離今天也超過(guò)一百年了。而2013年的這次小行星撞擊事件，給天文學(xué)家再次提了個(gè)醒：是時(shí)候啟動(dòng)“行星防御計(jì)劃”了。對(duì)于采用衛(wèi)星撞擊小行星的方式進(jìn)行防御，歐洲航天局 (ESA) 和美國(guó)宇航局 (NASA) 原本各自有內(nèi)部的計(jì)劃。不過(guò)兩家機(jī)構(gòu)在2015年簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，名為“小行星撞擊和偏轉(zhuǎn)分析計(jì)劃”(Asteroid Impact and Deflection Assessment，簡(jiǎn)稱(chēng) AIDA)。兩家機(jī)構(gòu)共同選定了撞擊測(cè)試的目標(biāo)：Didymos 孿生小行星系統(tǒng)。兩顆小行星當(dāng)中，大的那顆叫做 Didymos（狄迪墨斯，中文名“孿大星”），直徑約780米；小的名為 Dimorphos（狄墨爾弗斯，又稱(chēng)“孿小星”），直徑只有約160米。孿小星繞孿大星每12小時(shí)公轉(zhuǎn)一圈。選擇這組小行星作為“行星防御計(jì)劃”的測(cè)試目標(biāo)，天文學(xué)家大概是這樣想的：首先，就算完成了撞擊，這兩顆小行星也幾乎完全沒(méi)有可能和地球碰撞，適合作為“練武”的對(duì)象；孿小星的質(zhì)量很小，想要對(duì)它產(chǎn)生可觀的沖擊效果，不需要太大的衛(wèi)星質(zhì)量，并且雙星之間存在公轉(zhuǎn)關(guān)系，小星是大星的“衛(wèi)星”，距離只有約1.2千米，所以，撞擊小星也能對(duì)大星的運(yùn)行軌跡產(chǎn)生顯著的影響，實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”的效果。歐盟和美國(guó)原本計(jì)劃于2020年底和2021年底分別****兩枚衛(wèi)星進(jìn)行本次任務(wù)。其中，歐盟方面的 AIM 軌道器將在環(huán)繞大星飛行，分析雙星的物質(zhì)構(gòu)成并將數(shù)據(jù)發(fā)回地球，并且在最近距離觀測(cè)未來(lái)碰撞的效果。美國(guó)方面的飛行器，也就是明天即將****的 DART，全稱(chēng) Double Asteroid Redirection Test，將在明年雙星運(yùn)行到離地球較近距離時(shí)，和小星發(fā)生碰撞，以偏轉(zhuǎn)雙星系統(tǒng)的軌道。（Dart這個(gè)英文單詞也具有飛鏢的意思，而這組孿生小行星就是我們的標(biāo)靶。）后來(lái)，歐盟的 AIM ****任務(wù)取消了，雙星的物質(zhì)構(gòu)成至今未知，而且也沒(méi)有辦法進(jìn)行碰撞時(shí)的近距離觀測(cè)了。不過(guò)這影響也不是很大，因?yàn)?/span>雙星距離地球較近，預(yù)計(jì)撞擊時(shí)只有1100萬(wàn)千米，而且雙星環(huán)繞的軌道面和地球的黃道面接近，效果觀測(cè)比較容易，而且完全可以在地面觀測(cè)。｜DART：行星防御計(jì)劃的第一步接下來(lái)，讓我們深入了解一下 DART 撞擊器.
DART 的質(zhì)量只有550千克左右，屬于非常輕量、低功能的一臺(tái)飛行器了，畢竟只是拿來(lái)做炮灰用的。它的主要載荷只有少量導(dǎo)航和傳感用的傳感器，一枚長(zhǎng)距離太空觀測(cè)攝像機(jī)。機(jī)載的離子推進(jìn)器可以進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，并且最終朝著小星撞去。值得一提的是，DART 首次采用了一種全新的自動(dòng)光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng) SMART Nav，讓飛行器無(wú)需操作員的協(xié)助也可以自動(dòng)導(dǎo)航到預(yù)定目標(biāo)，并且在抵達(dá)目標(biāo)范圍后，在備開(kāi)始撞擊到撞擊發(fā)生之間的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，SMART Nav 也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航、姿態(tài)調(diào)整等。DART 還是第一臺(tái)采用徑向螺旋形線(xiàn)路槽陣列 (Spiral RLSA) 天線(xiàn)的宇航器。這是一種專(zhuān)門(mén)用于深空通訊的高增益天線(xiàn)，能夠用深空網(wǎng)絡(luò) (Deep Space Network) 的X頻段維持 DART 和地面之間的通訊。DART 還有一個(gè)次要載荷，是一臺(tái)意大利制造的立方衛(wèi)星 (CubeSat)，名為 LICIACube，在撞擊發(fā)生前的10天脫離 DART 主體，用于臨時(shí)的圖像采集觀測(cè)工作。立方衛(wèi)星屬于“用后即拋”，傳回?cái)?shù)據(jù)后無(wú)法回收，成為太空垃圾。有趣的是，這枚立方衛(wèi)星上安裝了兩組相機(jī)，分別名為 LUKE 和 LEIA（星球大戰(zhàn)主角的名字）。
當(dāng)然，在此之前，人類(lèi)還從來(lái)沒(méi)有試過(guò)用撞擊的方式對(duì)小行星的軌道進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。所以這一次任務(wù)，也是撞擊偏轉(zhuǎn)的首次測(cè)試。對(duì)于效果，科學(xué)家們頗有信心。然而具體撞擊的效果還是有待檢驗(yàn)。
｜重寫(xiě)人類(lèi)和宇宙的關(guān)系人類(lèi)和其它生物最大區(qū)別之一，在于人類(lèi)具有主觀能動(dòng)性。這是一個(gè)我們?cè)诔醺咧袑W(xué)過(guò)的哲學(xué)理念，說(shuō)的是人能夠能動(dòng)地認(rèn)識(shí)、觀察世界，總結(jié)客觀規(guī)律，并且利用這些規(guī)律，去改造世界。
在過(guò)去，人能夠改造的世界，僅限于我們生活的地方。后來(lái)，隨著工業(yè)和科技的發(fā)展，人類(lèi)的活動(dòng)對(duì)整個(gè)地球的環(huán)境造成了極大規(guī)模的、深遠(yuǎn)的影響。今天，我們也已經(jīng)在月球上留下了腳印、派出無(wú)人車(chē)和深空探測(cè)器去到了火星、木星，和更深的太空，甚至有很大可能在有生之年實(shí)現(xiàn)殖民火星。而在一些天文學(xué)家和哲學(xué)家的眼中，現(xiàn)在我們?cè)噲D通過(guò)撞擊（或者任何其它）的方式去偏轉(zhuǎn)小行星的軌道，保護(hù)地球和地球物種的安全，屬于人類(lèi)迄今為止在發(fā)揮主觀能動(dòng)性上最大限度的一項(xiàng)舉動(dòng)。在 DART 項(xiàng)目之前，人類(lèi)和宇宙的關(guān)系僅限于觀測(cè)和極小的探索。在更大的、宇宙星體和軌道物理的層面上，我們?nèi)祟?lèi)在過(guò)去一直無(wú)能為力，因?yàn)樵谶@里，只有引力可以決定一切。而 DART 項(xiàng)目的存在，也是人類(lèi)在我們能夠觀察的宇宙當(dāng)中，首次主動(dòng)地利用我們觀察和總結(jié)出的規(guī)律，以及我們開(kāi)發(fā)出的科技，去偏轉(zhuǎn)太空中已然存在的物體的運(yùn)行軌跡。這種嘗試，一旦被驗(yàn)證有效，將意味著人類(lèi)首次在宇宙運(yùn)行的基礎(chǔ)規(guī)則上，添上屬于自己的一筆。未來(lái)的人類(lèi)將有望按照自己的意愿，進(jìn)行更大規(guī)模的宇宙星體“調(diào)整”。這些調(diào)整，可以是針對(duì)地外星體的，甚至也可以將我們自己居住的地球作為對(duì)象。因?yàn)闆](méi)準(zhǔn)真的在未來(lái)，整個(gè)太陽(yáng)系都不再適合生存，我們或許能像《流浪地球》里那樣，帶著地球，在宇宙里展開(kāi)一場(chǎng)史詩(shī)級(jí)的流浪。然而，人類(lèi)掌握了這樣的能力，真的是一件好事嗎？一些哲學(xué)家和理論學(xué)者擔(dān)憂(yōu)，DART 以及未來(lái)人類(lèi)在行星防御方面的更多動(dòng)作，將設(shè)立一個(gè)潛在危害不可估量的錯(cuò)誤先例。
如果展開(kāi)聯(lián)想，首先人類(lèi)在未來(lái)可能會(huì)進(jìn)行更多大尺度、無(wú)節(jié)制的星體軌道修改行為。而正如《三體》提出的黑暗森林法則那樣，如果我們發(fā)現(xiàn)地外文明，誰(shuí)能保證我們不會(huì)首先將這種星體軌道修改的能力，當(dāng)成武器來(lái)使用，進(jìn)而引發(fā)更加不可收拾的結(jié)局呢？在那樣的極端可能性當(dāng)中，人類(lèi)自己掌握的能力，反而有可能成為人類(lèi)滅亡的導(dǎo)火索。
這種行星防御的行為，還有另一層決策機(jī)制的問(wèn)題：誰(shuí)來(lái)決策、公眾如何參與，以及如何建立一個(gè)健全的機(jī)制，確保全人類(lèi)/所有國(guó)家和地區(qū)，都能夠在這種行星級(jí)別的重大決策當(dāng)中獲得并行使話(huà)語(yǔ)權(quán)？當(dāng)然，我們寧愿這些這些思考和批評(píng)只是杞人憂(yōu)天。至少?gòu)男行欠烙慕嵌葋?lái)看，掌握這樣的能力是至關(guān)重要的。目前，直徑大于500英尺（約152米）的近地小行星的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了上萬(wàn)顆。雖然已知未來(lái)一個(gè)世紀(jì)內(nèi)地球遭到這一尺寸小行星撞擊的可能性為零，但誰(shuí)也不知道地外是否有人類(lèi)尚未發(fā)現(xiàn)和觀察到的小行星正在襲來(lái)。而從前文提到的車(chē)?yán)镅刨e斯克小行星撞擊事件，已經(jīng)可以看出，即使是一顆超小尺寸的隕石，甚至都沒(méi)有著陸，只是在空中爆炸，都已經(jīng)足以造成地區(qū)級(jí)別的重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。未雨綢繆，總比坐以待斃好得多。
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