? 性欧美欧美巨大69,无套内射视频爽,无码人妻av一二区二区三区

亚洲 a v无 码免 费 成 人 a v,性欧美videofree高清精品,新国产三级在线观看播放,少妇人妻偷人精品一区二区,天干天干天啪啪夜爽爽av

小行星撞地球？發(fā)個(gè)飛鏢打偏它！| 賽先生天文

2022/09/30
導(dǎo)讀
呔，小行星，看鏢！

封面圖：美國(guó)宇航局的雙小行星重定向測(cè)試（DART) 探測(cè)器與其撞擊目標(biāo)——雙星小行星系統(tǒng)藝術(shù)合影。圖片來源：NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

  • 導(dǎo) 讀


如果有一天，原本安分守己的小行星突然狂性大發(fā)要撞地球了該怎么辦？我們會(huì)重蹈恐龍的覆轍么？別擔(dān)心，人類已經(jīng)邁開了積極應(yīng)對(duì)的第一步。

北京時(shí)間2022年9月27日清晨7點(diǎn)14分，由美國(guó)宇航局（NASA）發(fā)射的一顆雙小行星重定向測(cè)試任務(wù)（DART）探測(cè)器，在歷經(jīng)了十個(gè)月的太空飛行后，終于抵達(dá)了自己既定命運(yùn)的終點(diǎn)站——雙星小行星迪迪莫斯（Didymos）和迪莫佛斯（Dimorphos）軌道附近，最終以每小時(shí)23760公里的悲壯姿態(tài)一往無前地撞向小行星迪莫佛斯，結(jié)束了自己短暫而矚目的一生，為人類的行星防御戰(zhàn)揭開了歷史性的篇章。本期賽先生天文，讓我們聚焦雖死猶生的“人類飛鏢”——DART探測(cè)器。

撰文 | 鄭曉晨（北京天文館）責(zé)編 | 韓越揚(yáng)、呂浩然

  • 小飛鏢，走你


北京時(shí)間 2021 年 11 月 24 日 14 時(shí) 21 分，NASA使用SpaceX獵鷹9號(hào)火箭，將一顆雙小行星重定向測(cè)試任務(wù)（DART）探測(cè)器從美國(guó)加州范登堡空軍基地發(fā)射升空。而DART的任務(wù)就是探訪兩顆近地小行星（見圖1），這也開啟了人類行星防御的首次演習(xí)。

圖1：“人類飛鏢”DART探測(cè)器的軌道動(dòng)圖，其中黃點(diǎn)代表太陽，藍(lán)色代表地球?qū)崟r(shí)軌跡，綠色代表此次探訪的兩顆近地小行星的實(shí)時(shí)軌跡，紫色代表DART探測(cè)器的實(shí)時(shí)軌跡，青色、橙色分別代表另外兩顆近地小行星2001 CB21和Orpheus的實(shí)時(shí)軌跡。圖片來源：Phoenix7777

實(shí)際上，這并非是人類首次向近地小行星發(fā)射探測(cè)器，前有日本宇航局（JAXA）發(fā)射的隼鳥2號(hào)（Hayabusa2），后有NASA發(fā)射的冥王號(hào)（OSIRIS-REx）。不過，與這些前輩探測(cè)器不同，這枚英文縮寫意為飛鏢的探測(cè)器，不再重復(fù)“登陸→取樣”的老路，自誕生之日起，它就注定要踏上一條無法返航的粉身碎骨之旅。

眾所周知，除主星太陽外，太陽系主要由八大行星組成，這八顆行星又可以根據(jù)大小、成分進(jìn)一步細(xì)分為兩大陣營(yíng)：一類是以地球?yàn)榇淼膸r石類行星，另一類則是以木星為首的體型龐大的（氣態(tài)/冰）巨行星。有意思的是，太陽系內(nèi)的這兩個(gè)行星陣營(yíng)楚河漢界、涇渭分明，距離最近的類地行星火星與氣態(tài)巨行星木星之間，恰恰隔了一道天塹，即為小行星遍布的小行星帶（Main Asteroid Belt）。

小行星帶是太陽系內(nèi)小行星最為密集的區(qū)域。據(jù)估計(jì)，小行星帶中的小行星數(shù)目高達(dá)幾百萬顆，大小從（約）直徑525千米（灶神星Vesta）到小于10米不等，其中直徑超過1千米的小行星約為110-190萬顆，更小的小行星也有幾百萬顆之巨[1]。這些小行星大多形狀不規(guī)則，外表坑坑洼洼，仿若歷經(jīng)風(fēng)霜、飽受摧殘。事實(shí)上，這些小行星確實(shí)是（約）46億年前太陽系形成早期遺留下來的殘骸，曾見證了太陽系早期諸多激烈動(dòng)蕩的演化史。

歷經(jīng)千帆的小行星們，現(xiàn)下和整個(gè)太陽系一樣趨于平靜，它們大多軌道穩(wěn)定，以近圓或橢圓軌跡繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，日復(fù)一日、年復(fù)一年，和地球之間井水不犯河水。不過，仍有部分小行星，它們的軌道或由于木星的巨大引力擾動(dòng)，或由于火星（等天體）的近距離交匯而改變，進(jìn)入火星軌道之內(nèi)，接近甚至穿過地球軌道。一般的，近日點(diǎn)距離小于1.3地日距離的這一類小行星即稱為近地小行星（NEAs）。

圖2：過去20年間，已探知的近地小行星（圖中青色點(diǎn)）與太陽系八大行星軌跡圖 。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

目前，已記錄在案的近地小行星群體超過29000顆（見圖2），其中大小超過140米的近地小行星數(shù)目也超過了10000顆，這些小行星中潛藏了一些令我們寢食難安的危險(xiǎn)分子[2]。要知道，如果一顆個(gè)頭超過10千米的小行星直直撞向地球，則足以造成全球性的物種大滅絕。所幸，大塊頭的小行星為數(shù)不多，與地球軌道交匯的概率更低。

據(jù)估計(jì)，平均億年間，才可能有一顆大小10千米左右的小行星撞上地球；數(shù)十萬年間，地球才可能遭遇一顆千米大小的小行星撞擊。以我們?nèi)祟惗虝旱奈拿魇穪砜矗瑫嚎珊雎圆挥?jì)。不過，個(gè)頭越小的天體，撞上地球的概率越高。一個(gè)大小超過140米的小行星，或許將在兩萬年間造訪地球。這類小行星雖然個(gè)頭不大，傷害卻不小，如果它撞擊到陸地，可能將直接摧毀一座小型城市，即使它撞擊到海洋，也將引發(fā)威力巨大的海嘯[3]。

這些未來可能發(fā)生的驚心動(dòng)魄的情節(jié)，成為眾多災(zāi)難電影的靈感來源，人類的渺小與掙扎所引發(fā)的共鳴，根植于心的英雄主義情懷，無一不是票房收割的利器。無論是早年間的《世界末日》（Armageddon），還是今年上映的《獨(dú)行月球》，熒幕前的觀眾都在為一個(gè)個(gè)救世主般的英雄歡呼雀躍，而在熒幕之外的現(xiàn)實(shí)之中，確確實(shí)實(shí)有那么一群科學(xué)家，正在默默無聞的將藝術(shù)落地為現(xiàn)實(shí)，為人類百千萬年后的危機(jī)未雨綢繆。

  • 小行星，看鏢


那么，如何為百千萬年后的人類，阻攔下疾馳而來的小行星沖擊？這正是需要舉全球之力方能開展的行星防御，即利用行星科學(xué)來解決近地小行星（小天體）撞擊危險(xiǎn)的艱巨任務(wù)。

在很多災(zāi)難電影中，人類都選擇通過核爆炸毀那顆即將撞向地球的小行星，在一片璀璨奪目的煙火中，拯救文明于既倒。當(dāng)然，我們也可以不那么眩目地拋出一顆飛鏢，打偏小行星原有的行進(jìn)方向，最終與地球擦肩而過各自安好。

此次由美國(guó)宇航局?jǐn)S出的“飛鏢”——DART探測(cè)器，正劍指小行星迪莫佛斯（Dimorphos）。在此之前，人類已經(jīng)累計(jì)了一些小天體撞擊的經(jīng)驗(yàn)。比如，早在2005年，美國(guó)宇航局的深度撞擊號(hào)（Deep Impact）探測(cè)器通過釋放撞擊器成功撞擊了坦普爾1號(hào)彗星的彗核[4]；2019年，日本宇航局的隼鳥2號(hào)探測(cè)器通過釋放撞擊器在小行星龍宮（Ryugu）上撞出了一個(gè)大坑[5]。所以，撞擊小行星在當(dāng)今的技術(shù)水平下，并非難事。但撼動(dòng)一顆小行星，使之產(chǎn)生可觀測(cè)的偏離，卻也絕非易事。

要知道，小行星迪莫佛斯的直徑約為160米（見圖3），估重約為50億公斤，而這顆人類飛鏢DART探測(cè)器，即使展開其太陽能板全長(zhǎng)也不足20米，撞擊質(zhì)量預(yù)計(jì)約為570公斤[6]。不難想象，這樣一顆人類小飛鏢投擲上去，帶給迪莫佛斯的影響著實(shí)有限。

圖3：與羅馬角斗場(chǎng)大小相當(dāng)?shù)牡夏鹚?。圖片來源：ESA

如果迪莫佛斯是一顆特立獨(dú)行的小行星，這種影響引發(fā)的公轉(zhuǎn)軌道改變微乎其微，恐怕以現(xiàn)有的技術(shù)手段都難以探知。但妙就妙在迪莫佛斯隸屬于一個(gè)雙星小行星系統(tǒng)，距離其（約）1.18公里處，有一顆主導(dǎo)伴星——小行星迪迪莫斯[6]。

相較于迪莫佛斯，迪迪莫斯可謂體型龐大，直徑約為780米。所以，迪莫佛斯常常也被視為小行星迪迪莫斯的衛(wèi)星。迪迪莫斯的公轉(zhuǎn)周期約為2.1年，軌道離心率達(dá)到0.38（即它的橢圓軌道有點(diǎn)“扁”，不像地球軌道那么圓），雖然被劃分為近地小行星中的潛在危險(xiǎn)群體，但其軌道實(shí)際與地球并無交匯。

兩顆小行星彼此繞轉(zhuǎn)，繞轉(zhuǎn)周期不到12小時(shí)，其中一者微小的速度改變都將明顯地體現(xiàn)在兩者的雙星軌道上。比如，若迪莫佛斯由于探測(cè)器的撞擊而速度減緩，則雙星系統(tǒng)的繞轉(zhuǎn)軌道將望遠(yuǎn)鏡可見地縮?。ㄒ妶D4）。據(jù)測(cè)算，如果DART探測(cè)器以它的身量能以每秒6千米的速度迎頭撞向迪莫佛斯，將導(dǎo)致兩者之間的繞轉(zhuǎn)周期縮短幾分鐘[7]，這一軌道變化，對(duì)于現(xiàn)有的探測(cè)技術(shù)不在話下。

不僅如此，由DART探測(cè)器撞擊帶來的動(dòng)能沖擊，在迪迪莫斯引力主導(dǎo)的環(huán)境下，并不足以破壞小行星迪莫佛斯的穩(wěn)定性，引發(fā)可怕的連鎖反應(yīng)。所以，雖然迪莫佛斯和迪迪莫斯兩者彼此繞轉(zhuǎn)，歲月靜好，（幾）百年內(nèi)都不會(huì)對(duì)地球構(gòu)成實(shí)際威脅，但仍然難逃覬覦，成為人類開展行星防御實(shí)驗(yàn)的首選地。

圖4：DART探測(cè)器的撞擊將改變雙星系統(tǒng)中小行星的繞轉(zhuǎn)軌道（由白色的原有軌道變?yōu)樗{(lán)色的新軌道）。圖片來源：NASA/Johns Hopkins APL

北京時(shí)間2022年9月27日晨6點(diǎn)54分，在歷經(jīng)十個(gè)月的太空旅程后，DART探測(cè)器終于精準(zhǔn)鎖定了小行星迪莫佛斯，20分鐘后，切斷了所有推進(jìn)器的DART探測(cè)器以每小時(shí)23760公里的速度一頭撞上了小行星迪莫佛斯，粉身碎骨[8]。

此時(shí)此刻，雙星小行星迪莫佛斯與迪迪莫斯剛好飛掠地球上空，DART探測(cè)器的葬身之地距離它的誕生地（最近時(shí)）不過1100萬公里。雖然這個(gè)距離范圍，并不足以讓地面的望遠(yuǎn)鏡們一窺撞擊全貌，卻也是個(gè)千載難逢的觀測(cè)良機(jī)。

比如，由NASA和夏威夷大學(xué)的合作項(xiàng)目——小行星對(duì)地撞擊最后警報(bào)系統(tǒng)（ATLAS）項(xiàng)目，就利用世界各地的四臺(tái)望遠(yuǎn)鏡追蹤小行星迪莫佛斯，其中作為撞擊事件的最佳觀測(cè)地點(diǎn)——南非薩瑟蘭觀測(cè)站拍攝到了一段高能的撞擊畫面（見圖5），捕捉到了小飛鏢DART探測(cè)器隕滅時(shí)的剎那璀璨。

圖5: ATLAS拍攝到了DART探測(cè)器與小行星迪莫佛斯撞擊的小視頻。視頻來源：ATLAS Project, University of Hawaii via Storyful
磨刀霍霍的地基望遠(yuǎn)鏡們也可以利用掩星法，通過觀測(cè)雙星系統(tǒng)中小行星反射光的周期性亮度變化，推斷雙星小行星系統(tǒng)在碰撞前后的軌道周期改變情況。

目前，世界各地的多個(gè)天文臺(tái)早已枕戈待旦，包括在前一段時(shí)間大出風(fēng)頭的韋布太空望遠(yuǎn)鏡也已調(diào)整方向，共同參與這場(chǎng)觀測(cè)的盛宴。

通過本次小行星撞擊偏向試驗(yàn)，人類有望通過迪莫佛斯的（雙星）軌道變化，獲取真實(shí)的撞擊數(shù)據(jù)。在此之前，科學(xué)家們往往只能窩在實(shí)驗(yàn)室里制造些微小的撞擊事件，并據(jù)此構(gòu)建計(jì)算模型，至于這些計(jì)算模型是否適用于物理性質(zhì)復(fù)雜的小行星猶未可知。而DART的撞擊結(jié)果將驗(yàn)證，甚至提升計(jì)算模型的準(zhǔn)確性[9]。

當(dāng)然，DART探測(cè)器的犧牲，意義遠(yuǎn)不止于此，圓滿完成撞擊任務(wù)的DART探測(cè)器開辟了小行星試驗(yàn)場(chǎng)的先河，成功驗(yàn)證了諸如自主導(dǎo)航、新型離子推進(jìn)系統(tǒng)等各項(xiàng)新技術(shù)的可行性[10]，為應(yīng)對(duì)未來可能面臨的小行星撞擊危機(jī)，趟出了一條光明前路。

為了初步評(píng)估撞擊試驗(yàn)的成果，DART探測(cè)器在設(shè)計(jì)之初便自帶攝影師——一顆稱之為L(zhǎng)ICIACube的輕型立方衛(wèi)星，用于小行星成像。該衛(wèi)星由意大利航天局（ASI）部署，包含兩個(gè)光學(xué)相機(jī)，早在撞擊幾周前就已脫離DART探測(cè)器單飛[8]。根據(jù)計(jì)劃，該立方衛(wèi)星通過軌道調(diào)整，在DART探測(cè)器撞擊約3分鐘后飛掠過撞擊地點(diǎn)，拍攝確認(rèn)撞擊狀況，觀察碰撞后的物質(zhì)噴濺情況（見圖6），并將照片傳回地球。

日前，由LICIACube拍攝的第一批圖像業(yè)已傳回，科學(xué)家們?nèi)栽趯?duì)這些圖片進(jìn)行詳盡的科學(xué)分析，比如評(píng)估小行星迪莫佛斯在本次撞擊中的受損情況、撞擊引發(fā)的噴流等等。 

圖6：由LICIACube拍攝的四張小行星迪莫佛斯被DART探測(cè)器撞擊前后的圖像。圖片來源：ASI/NASA

也許不久后，我們還能看到迪莫佛斯表面新鮮出爐的撞擊坑，欣賞到DART探測(cè)器永遠(yuǎn)都不可能看到的另一個(gè)半球的風(fēng)景。

不過，想要深入了解DART探測(cè)器的撞擊成果，還需要另一個(gè)后繼者。由歐洲航天局（ESA）制定的赫拉號(hào)（Hera）將擔(dān)此重任[11]。赫拉號(hào)由一個(gè)主探測(cè)器和兩個(gè)伴生立方衛(wèi)星組成（見圖 7）。按照計(jì)劃，赫拉號(hào)將于2024年發(fā)射，并在2026年底（DART探測(cè)器撞擊四年后）抵達(dá)小行星迪迪莫斯附近，針對(duì)DART探測(cè)器碰撞試驗(yàn)，開展后續(xù)的深入探測(cè)，包括對(duì)小行星表面隕石坑的測(cè)量，和撞擊后動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的詳細(xì)研究。作為再次造訪的人類探測(cè)器，赫拉號(hào)有望進(jìn)一步明確迪莫佛斯的質(zhì)量，極大地?cái)U(kuò)展人類的行星防御知識(shí)。

當(dāng)然，行星防御需要全世界人類的共同努力，中國(guó)也將組建近地小行星防御系統(tǒng)，爭(zhēng)取在2025年或2026年實(shí)施一次小行星撞擊防御試驗(yàn)，為人類應(yīng)對(duì)小行星等地外天體對(duì)地球家園的威脅盡一份力。

圖7：歐洲航天局赫拉號(hào)及其兩個(gè)子衛(wèi)星調(diào)研DART探測(cè)器撞擊產(chǎn)生隕石坑的示意圖。圖片來源：ESA

  • 后 記


回首整個(gè)太陽系的演化史，撞擊從未缺席，尤其在尚未劃定勢(shì)力范圍的早期，太陽系曾處處硝煙彌漫。今時(shí)今日，太陽系內(nèi)仍殘留著往昔大碰撞的印記。

我們也許要感謝碰撞，地球正是在無數(shù)次碰撞中孕育成長(zhǎng)，而頭頂那顆為無數(shù)文人墨客提供了大量創(chuàng)作靈感的月球（當(dāng)然除了精神層面，也有很大的實(shí)際作用），可能也正誕生于約45億年前的一次大碰撞[12,13]。不過，恐龍如果在天有靈的話或許會(huì)強(qiáng)烈反對(duì)這一論調(diào)，因?yàn)閷?dǎo)致恐龍滅絕的罪魁禍?zhǔn)?，很有可能正?500萬年前的一顆直徑約12公里、名為?？颂K魯伯的小行星[14]。

然而，人類雖然很幸運(yùn)地錯(cuò)過了?？颂K魯伯所引發(fā)的生物大滅絕事件，雖然未來百年人類大概率也不會(huì)目睹到一顆直徑超過140米的小行星撞向地球。但正如同第二只靴子終將落下，毀天滅地的小行星必將在某一天大駕光臨。如果在此之前，人類還沒有因?yàn)榄h(huán)境污染、全球變暖、大流行疾病、能源短缺、自相殘殺等等而滅絕的話，屆時(shí)，但愿我們可以從容不迫地應(yīng)對(duì)這顆來勢(shì)洶洶的天外訪客。

而一切的起點(diǎn)，不過來自于2022年9月27日晨時(shí)小行星迪莫佛斯表面升騰起的那一片煙塵（見圖8）。

圖8：DART探測(cè)器撞向小行星迪莫佛斯后噴濺物四射的藝術(shù)效果圖。圖片來源：ESA–ScienceOffice.org

  • 參考文獻(xiàn)：

[1] https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/in-depth[2] NASA/JPL CNEOS "Discovery Statistics – Cumulative Totals" https://cneos.jpl.nasa.gov/stats/totals.html[3]孫維新《防衛(wèi)地球的第一擊——飛鏢任務(wù)》, https://udn.com/news/story/7340/6636262?from=udn-relatednews_ch2[4] Justin Ray. Delta Launch Report: Overview of NASA's Deep Impact comet mission. Spaceflight Now. 2005-01-09.[5] New Photos Show the Surprisingly Big Crater Blasted Into Asteroid Ryugu by Japan's Hayabusa2 Probe, George Dvorsky, Gizmodo, 22 May 2019.[6] Didymos—The Ideal Target for DART's Mission, https://dart.jhuapl.edu/Mission/index.php[7] 行星事務(wù)所 《出發(fā)，撞小行星，為恐龍報(bào)仇去！》, https://www.zhihu.com/question/501257766[8] Tariq Malik：DART asteroid crash: What time will NASA probe hit Dimorphos on Sept. 26, https://www.space.com/dart-asteroid-impact-crash-what-time[9] Four Things to Know About DART, https://dart.jhuapl.edu/Press-Kit/index.php[10] https://dart.jhuapl.edu/Mission/Impactor-Spacecraft.php[11] Michel, P., et al. (2022). The ESA Hera Mission: Detailed Characterization of the DART Impact Outcome and of the Binary Asteroid (65803) Didymos. The Planetary Science Journal, Volume 3, Number 7 (on open access).[12] Hartmann, W. K., & Davis, D. R. (1975). Satellite-sized planetesimals and lunar origin. Icarus, 24(4), 504-515.[13] Canup, R. M., & Asphaug, E. (2001). Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation. Nature, 412(6848), 708.[14] Peter Schulte, et al. (2010). The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary, Science, 327(5970): 1214 - 1218. 

制版編輯｜Livan
歡迎關(guān)注我們，投稿、授權(quán)等請(qǐng)聯(lián)系saixiansheng@zhishifenzi.com


參與討論
0 條評(píng)論
評(píng)論
暫無評(píng)論內(nèi)容
《賽先生》微信公眾號(hào)創(chuàng)刊于2014年7月，創(chuàng)始人為饒毅、魯白、謝宇三位學(xué)者，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)由知名科學(xué)家創(chuàng)辦并擔(dān)任主編的科學(xué)傳播新媒體平臺(tái)，共同致力于讓科學(xué)文化在中國(guó)本土扎根。
訂閱Newsletter

我們會(huì)定期將電子期刊發(fā)送到您的郵箱

GO