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2022-10-29 20:45

有一种新工具可以炸毁小行星

上个月,美国宇航局将一艘宇宙飞船撞向附近一颗小行星的中心,重置了它的轨道,执行了该机构的首次行星防御任务。

现在,斯坦福大学和麻省理工学院的研究人员开发了一种工具,为一种新的、可能更好的方法奠定了基础,这种方法可以炸毁有撞地球危险的小行星。

在周三发表的一篇论文中,科学家们公布了一种绘制小行星内部地图的方法,这种方法可以更好地计算陨石坑的密度和自旋。研究人员说,了解这一点有助于提供更准确的打击。

“如果你知道小行星的密度分布,你就可以在正确的位置撞击它,这样它就会移动,”该研究的首席研究员杰克·丁斯莫尔(Jack Dinsmore)说,他现在在斯坦福大学(Stanford University)。

该团队正试图在地球附近的一颗名为阿波菲斯的小行星上测试这种分析方法。尽管科学家们已经排除了它在未来一个世纪内与地球相撞的可能性,但如果它真的相撞,后果可能会非常严重。

“阿波菲斯将在2029年与地球擦肩而过……但我们不可能永远清除它,”丁斯莫尔说。“了解这颗特定小行星的性质是很好的,因为如果我们需要改变它的方向,了解它的组成是很重要的。”

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科学家、太空机构和好莱坞一直在想象如果小行星与地球相撞会发生什么。今年9月,美国宇航局进行了一次“双小行星重定向测试”,看看如果有必要的话,它能否将小行星从与地球的碰撞轨道上撞开。

这次任务的目标是一艘宇宙飞船瞄准一颗名为“双形福斯”的小行星。它测试了一种名为动能冲击器的航天器是否能以足够的冲击力撞击一颗迎面而来的小行星,使其偏离轨道。测试成功了,将小行星送入了一个新的轨道。

丁斯莫尔的方法在那次任务之前就开始了,当时他还在麻省理工学院(MIT),他的方法源于一个简单的问题:“当小行星经过地球时会发生什么?”它有反应吗?”

他编写了计算机代码,模拟了小行星的各种形状和大小,包括它们的轨道和自旋在受到引力或地球等大型物体影响时的变化。这让他想知道这些数据是否可以帮助预测小行星的形状和大小。

Dinsmore与麻省理工学院助理教授Julien de Wit合作,他们一起编写了更复杂的计算机代码来模拟各种小行星的特征,绘制出它们的各种形状、大小和密度。他们还能计算出小行星经过大型物体时旋转或摆动的程度,使他们更清楚地了解它的组成。

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“这就像你如何区分生鸡蛋和煮鸡蛋一样,”德威特说。“如果你旋转鸡蛋,鸡蛋的反应和旋转取决于它的内部属性。小行星在近距离接触时也是如此:你可以通过观察它在飞掠时对强大引力的反应来了解内部发生了什么。”

他们已经将这些代码打包到一个名为“邂逅小行星内部地图”(AIME)的软件工具包中。他们设想,该软件将让科学家通过分析小行星在与大型物体近距离接触时的旋转方式,更好地绘制出小行星内部的地图,从而通过找到更好的撞击地点,帮助未来的小行星瞄准任务。

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科学家们说,检验这种方法的最好机会是阿波菲斯。该团队表示,下次这颗小行星经过地球时,天文学家可以将望远镜对准它,测量它的大小、形状和旋转速率。然后,他们可以将这些数据输入到AIME中,找到一颗具有类似属性的小行星,并设计出一个计划,以更好地瞄准它,避免与地球相撞。

德威特说:“了解人体内部……有助于我们了解近距离接触的担忧程度,以及如何应对。”