我国的小行星动能撞击演示验证任务，与NASA撞击试验有何不同？

9月4日至5日，在安徽合肥召开的第三届深空探测天都国际会议上，中国探月工程总设计师吴伟仁介绍道，我国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务，验证小行星防御方案可行性。

2022年9月26日，NASA曾成功实施过航天器撞击小行星试验，这也是人类首次进行相关试验。那么，二者有何异同，美国小行星撞击试验又有什么效果呢？一起来看下去吧。

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为何要撞击小行星？

小行星是太阳系原始星云在长成大行星过程中的中间产物，也被称为太阳系建筑大厦的砖石。小行星有着不规则的外形，每一颗小行星都与许多“小伙伴”一起共享一条轨道。

据统计，约90%已知小行星的轨道位于小行星带，其中离地球轨道很近的小行星，叫作近地小行星。近地小行星导致的高破坏性撞击事件虽属于极小概率事件，但一旦发生则会产生极大影响，其严重程度和小行星的大小直接相关。

一个足球场大小的小行星就足以对地球上的局部区域造成灾难性的后果。一个城镇般大小的小行星将引起全球性灾难，导致大规模的物种灭绝。

历史上，地球曾多次被小行星撞击，最著名的一次导致了恐龙的灭绝。虽然这种全球性灾难事件概率极低，但较小规模、会造成地区性或城市性破坏的撞击事件，发生的概率要高得多。

而包括联合国在内，有多个国际组织致力于近地天体研究，由各个国家航天局组成的空间任务规划咨询组，负责制定小行星撞击应对任务的启动和执行、应对方案、时间期限。动能撞击是目前世界上公认的防御方式。

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如何撞击小行星？

据吴伟仁介绍，这项任务拟采用“伴飞+撞击+伴飞”的任务模式，发射观测器和撞击器。观测器先期抵达对目标小行星进行抵近观测，获取其详细特性参数，然后撞击器对小行星实施高速撞击。

撞击全过程将通过天地联合方式，采用近距离高速成像等技术，开展小行星轨道、形貌和溅射物变化观测，准确评估撞击效果。

具体来说，就是先发射一个航天器(母船)，它携带一个“撞击器”。在接近目标小行星、距地球1000万公里左右时，撞击器与母船分离，并以极高的速度(约每秒6.5公里)撞向小行星。

母船会迅速变轨，从安全距离飞越撞击现场，利用其携带的相机、雷达等设备，详细记录撞击瞬间产生的碎片、尘埃，最关键的任务是——测量小行星轨道被改变了多少。

目前计划能够改变3到5厘米的轨道，让小行星至少几十年到100年之内不能够再撞击地球。

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与NASA试验有何不同？

2022年9月26日，NASA“双小行星重定向测试（DART）”航天器成功撞击一颗名为迪莫弗斯（Dimorphos）的近地小行星。这是世界上首次进行旨在防御地球免遭小行星撞击威胁的任务。

撞击前11秒DART航天器所拍摄的迪弗莫斯

迪莫弗斯是一对双小行星系统中的成员，围绕小行星迪迪莫斯运行。迪莫弗斯直径约为160米，迪迪莫斯直径约780米，两者中心点相距1.18千米，以11小时55分钟的周期相互绕转。

据撞击后的地面和太空观测数据确认，撞击导致这颗小行星的运行轨道“变形”，原本的圆形轨道变成椭圆形。其轨道周期也发生变化，围绕这一双小行星系统中另一颗小行星运行一周的时间缩短约33分钟。

圆形亮斑为观测到的双星系统，在撞击后亮度发生明显增强

而我国此次实施的动能撞击演示验证任务，与其主要有两点不同：

其一，NASA的目标是一个双小行星系统，通过测量其轨道周期变化来评估撞击效果。而中国的目标是一颗单独的近地小行星，将直接测量其绕太阳公转轨道的变化，技术挑战不同；

其二，DART撞击过程中的各种表现依赖地面望远镜和与其伴飞的一颗小型立方星进行观测。中国则是由主航天器自身携带的功能强大的多个载荷进行近距离、长时间的精细观测，有望获得更详尽的撞击过程数据。

总的来说，此次实施的动能撞击演示验证任务，其最大价值在于获取小行星防御核心数据，测量偏转效率是最直接的目标。

而该任务涉及到的超高精度自主导航与制导、远距离高速通信、航天器智能自主管理等顶尖技术，也将面临一次集中大考。完成此次任务将极大提升中国在深空探测领域的技术水平，为后续更复杂的小行星采样返回，乃至小行星采矿任务积累经验和数据。

来源/新闻联播、解放日报、澎湃新闻等

编辑/万纪玮