“赫拉”與史上最小小行星。 圖片來源：歐洲空間局網(wǎng)站

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本報記者 劉 霞

歐洲空間局(ESA)官網(wǎng)的報道稱，將于2023年派遣無人駕駛航天器“赫拉”(Hera)探索雙小行星系統(tǒng)——“迪迪莫斯”(Disymos，希臘語中意指“雙胞胎”)。

屆時，以希臘神話中眾神之王的妻子赫拉命名的這一航天器將不僅成為首個探索雙小行星系統(tǒng)的航天器;還會成為探索有史以來最小小行星的航天器，因為“迪迪莫斯”中較小的小行星“迪迪莫恩”(Didymoon)的大小與埃及的胡夫金字塔相當(dāng)，是迄今已知最小的小行星。

此外，作為歐空局行星防御任務(wù)的研究對象，“迪迪莫恩”也有望成為太陽系中首個以可測量方式人為改變其軌道的天體。

有史以來被探測的最小小行星

從遠處看，“迪迪莫斯”中的兩顆小行星大小難辨，需要近距離直接比較才能分辨出來。在由行星學(xué)會繪制的星體比例圖(展示了迄今航天器探測到的所有小行星和彗星的相對大小)中，“迪迪莫斯”中較大的小行星是一個小點;而“迪迪莫恩”才勉強占據(jù)一個像素。

“迪迪莫斯”雙小行星系統(tǒng)的寬度僅780米，只比直徑500米的“絲川”小行星和直徑350米的“貝努”稍大，其中“絲川”已由日本“隼鳥”號航天器登陸探索，美國國家航空航天局(NASA)的“源光譜釋義資源安全風(fēng)化層辨認(rèn)探測器”(OSIRIS-Rex)正繞“貝努”軌道運轉(zhuǎn)。而“迪迪莫恩”的直徑僅160米，將成為被探測小行星中最小的一個。

法國國家科學(xué)研究院(CNRS)天文臺研究所研究主任、“赫拉”任務(wù)首席科學(xué)家帕特里克·米歇爾說：“當(dāng)與其他小行星相比較時，迪迪莫恩的大小就相形見絀很多。”

帕特里克還擔(dān)任日本“隼鳥2”號(Hayabusa2)執(zhí)行小行星“龍宮”(Ryugu)探測任務(wù)的聯(lián)合負(fù)責(zé)人。“龍宮”的直徑約為1000米，他說：“‘隼鳥2’號提供的圖像顯示，‘龍宮’北極附近一塊巨石的大小與‘迪迪莫恩’差不多。”

人類首次行星級防御測試

帕特里克稱，“迪迪莫恩”將成為人類首次行星級防御測試的研究目標(biāo)，因為其體型嬌小，是最危險的近地小行星之一：比它大的星體更容易被追蹤;比它小的星體則會燃燒殆盡或破壞力量有限，而“迪迪莫恩”大小的星體撞擊地球時，可能毀滅地球上一大片區(qū)域。

2022年，NASA的“雙小行星轉(zhuǎn)向測試”(DART)任務(wù)將派遣航天器對“迪迪莫恩”施加影響，嘗試改變它的運行軌道，以測試使這顆小行星發(fā)生偏轉(zhuǎn)的可行性。

帕特里克補充說：“DART并非首個對行星體施加影響的航天器。”

2005年，NASA的“深度撞擊”(Deep Impact)墜入彗星“坦普爾1號”(Tempel 1)。不過，這一舉動不是試圖使其運轉(zhuǎn)方向發(fā)生偏移，而是為了曝光其表面之下的物質(zhì)，因為這個直徑為6公里的天體太大了，很難讓其軌道發(fā)生偏移。但“迪迪莫恩”足夠小，且其軌道周期為12個小時，因此其運轉(zhuǎn)軌道有可能被偏移。

在撞擊之后，“赫拉”將于2026年對“迪迪莫斯”雙小行星進行探測，收集在地球上觀測無法獲得的關(guān)鍵信息，包括“迪迪莫恩”的質(zhì)量、表面特性以及DART任務(wù)撞擊產(chǎn)生的隕石坑的形狀等。

“赫拉”項目科學(xué)家米夏埃爾·屈佩爾斯解釋說：“這將使我們很好地估計所施加影響的動量傳遞情況，以獲得其傳遞效率，作為人為偏轉(zhuǎn)技術(shù)的一個指標(biāo)。這些都是驗證模型所必需的基本參數(shù)，有助于以后設(shè)計出更好的偏轉(zhuǎn)任務(wù)。我們將進一步厘清，這種技術(shù)能否應(yīng)用于更大的小行星，讓我們有信心在必要時保護我們的地球母親。”

科學(xué)研究領(lǐng)域的“香餑餑”

除了對行星防御測試至關(guān)重要之外，“迪迪莫斯”系統(tǒng)對其他領(lǐng)域的研究也具有重要意義。

首先，它能讓我們更好地了解雙小行星系統(tǒng)的形成，這些雙小行星系統(tǒng)約占已知小行星的15%之多。

其次，帕特里克說：“‘迪迪莫斯’的自轉(zhuǎn)速度非常快，每兩小時就自轉(zhuǎn)一圈。在赤道附近，其弱引力與離心力可以相互抵消，有可能導(dǎo)致其赤道上的物質(zhì)從地表上浮起來——這也是‘迪迪莫恩’之所以存在的主要理論。因此，探測器不太可能在赤道登陸，必須在它的南北兩極附近著陸。”

帕特里克還指出：“‘迪迪莫恩’的尺寸如此之小，我們對這顆小行星的各個方面知之甚少，但我們確信，它會乖乖繞著較大那顆小行星旋轉(zhuǎn)，就像月亮一直繞著地球旋轉(zhuǎn)一樣，這意味著它的自轉(zhuǎn)周期等于公轉(zhuǎn)周期，自轉(zhuǎn)速度也較低。我們計劃，至少在‘迪迪莫恩’上放置一顆立方體衛(wèi)星(CubeSat)，我們需要非常精確的導(dǎo)航來實現(xiàn)這一目標(biāo)。這顆小行星的引力只有地球引力的百萬分之一左右，逃逸速度估計只有6厘米/秒，因此，立方體衛(wèi)星面臨的一個風(fēng)險是被彈回太空。”

最后，帕特里克認(rèn)為，“迪迪莫恩”級別的天體還有可能被證明是最佳的小行星采礦對象，因為更大的天體相對罕見;而更小的天體則會由于太陽光的逐漸加熱更易快速旋轉(zhuǎn)。

“赫拉”任務(wù)目前正在緊密的研究制定中，將由ESA Space19+理事會歐洲空間部長會議批準(zhǔn)。