赫拉號抵達撞擊現場:人類第一次回看自己撞出的小行星
赫拉號本月抵達撞擊現場
四年前的2022年9月26日,NASA的雙小行星改道測試(DART)以約每秒6.6公里的速度撞上迪莫弗斯,完成人類第一次行星防禦實彈試驗。赫拉號這次是回來驗傷、量尺寸、稱重量的。
九十三分鐘長剎車對準目標
兩年巡航後,它相對地球的速度仍超過每秒12公里。10月15日它點火制動93分鐘,把相對速度砍掉幾百米每秒;10月22日進行第二次制動,之後還有三次小幅修正。控制中心設在德國達姆施塔特,飛行力學部門有50多名數學與工程人員,每班約10人值守。
十一月先在三十公里外看全景
按計劃,11月初赫拉號將進入距兩顆小天體約30公里的位置開始早期觀測,12月繼續逼近:先停在25到30公里,再視情況收到10公里、4公里,最後壓到1公里。ESA在2025年10月曾宣佈,抵達時間比原計劃提前了一個月。它要在那裡做約半年的近距離勘測。
目標只有一座金字塔那麼大
兩者都是鬆散的碎石堆。撞擊前,迪莫弗斯繞主星一圈需要11小時55分鐘,軌道半徑約1.1公里。這也是探測器第一次近距離研究雙小行星系統。
一次撞擊把軌道縮短三十三分鐘
DART把迪莫弗斯的公轉週期縮短了約33分鐘,而任務預設的成功門檻只有73秒,實際效果超出二十多倍。NASA噴氣推進實驗室後來給出的數字是33分15秒。軌道速度的改變僅每秒2.7毫米;被拋出的碎屑像額外噴氣,把動量傳遞效率(beta因子)推高到約3.6,而不是1。撞擊掀走上百萬公斤物質,碎屑尾跡至少3萬公里長。
歐空局稱這是回到犯罪現場
ESA把赫拉號的任務稱作"犯罪現場調查"。任務首席科學家、法國國家科學研究中心的帕特里克·米歇爾說,赫拉要當偵探,"像科倫坡探長一樣回到事故現場"。NASA應用物理實驗室的行星科學家安吉拉·斯蒂克爾表示,已知掀起大量物質,"大概在迪莫弗斯上留下了相當顯眼的痕跡"。赫拉號項目經理伊恩·卡爾內利強調,目標是把動能撞擊從一次實驗變成可靠、可重複的防禦手段。
撞坑多大,至今沒有人知道
四年過去,科學家仍不清楚DART撞出的坑有多大,也不確定是否把整顆小行星的巨石重新排布。有跡象顯示迪莫弗斯正在翻滾,物質可能在與主星之間轉移。赫拉號要把整顆衛星以幾米分辨率成像,把撞擊區做到10釐米分辨率,並用無線電科學實驗高精度稱出它的質量,從而直接定出動量傳遞效率的真值。
兩枚立方星要鑽開石頭看內部
2027年1月,赫拉號將釋放兩枚隨行的立方星。由意大利、捷克、芬蘭參與研製的Milani負責分析兩顆小行星表面的礦物成分和周圍塵埃;由GomSpace、GMV等研製的Juventas帶着60兆赫的JuRa雷達,穿透深度可達100米以上,將首次直接看到一顆小行星的內部結構。兩枚小星計劃工作到2027年3月底,任務結束時都將嘗試在小行星上着陸。
順帶改了整個系統的太陽軌道
這是人類第一次可測量地改變一個天體繞太陽的路徑。對行星防禦來說,幾微米每秒的差別,足夠長的時間之後就意味着一場撞擊或一次擦肩而過。
稱重收官:把一次撞擊換算成防禦手冊
赫拉號主任務預計2027年年中結束,之後它還有餘熱:ESA已邀請歐洲團隊在這臺距地球1.5億公里的探測器上測試自主運行軟件,雙核處理器留出一半作"沙盒"。赫拉號要做的,是把那一次撞擊換算成寫得進行星防禦操作手冊的數值。



