美國國家航空航天局（NASA）近日公布了2022年行星防御實驗的最新研究成果，證實其開展的“雙小行星重定向測試”（DART）任務(wù)成功改變了目標小行星的運行軌跡。盡管變化幅度極其微小，但這項突破性實驗為人類防御潛在小行星撞擊提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

實驗核心是讓重達570公斤的DART航天器以每小時2.25萬公里的速度撞擊名為Dimorphos的小行星。這顆直徑170米的近地天體正圍繞直徑780米的Didymos小行星運行，構(gòu)成罕見的雙小行星系統(tǒng)。科學(xué)家通過精確計算航天器撞擊角度與力度，首次實現(xiàn)了人類對小行星軌道的主動干預(yù)。

哈勃太空望遠鏡的后續(xù)觀測發(fā)現(xiàn)，撞擊不僅使Dimorphos的軌道周期縮短了32分鐘，還導(dǎo)致37塊巨石脫離母體小行星。這些直徑數(shù)米的碎石在Dimorphos周圍形成新的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，成為研究撞擊效應(yīng)的重要線索。更令人驚訝的是，雙星系統(tǒng)圍繞太陽的公轉(zhuǎn)周期也發(fā)生了0.15秒的改變，這表明撞擊產(chǎn)生的動量轉(zhuǎn)移超出了預(yù)期。

研究團隊在《科學(xué)進展》期刊發(fā)表的論文中，首次引入“動量增強因子”概念解釋這一現(xiàn)象。該因子達到2.0的數(shù)值意味著，航天器撞擊產(chǎn)生的動量因噴射物質(zhì)的作用被放大了一倍。伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的拉希爾·馬卡迪亞指出，雖然雙星系統(tǒng)軌道速度僅改變每秒11.7微米，但這種微小變化在長期積累下可能決定小行星是否會撞擊地球。

這項突破性成果的取得離不開全球志愿者的貢獻。研究團隊通過分析2022年10月至2025年3月間記錄的22次恒星掩星現(xiàn)象，結(jié)合地面望遠鏡長達十年的觀測數(shù)據(jù)，構(gòu)建出精確的雙星系統(tǒng)軌道模型。噴氣推進實驗室的史蒂夫·切斯利特別強調(diào)，這些觀測需要前往偏遠地區(qū)，且極易受天氣影響，“沒有全球數(shù)十名志愿者的持續(xù)觀測，我們無法獲得如此精確的測量結(jié)果”。

NASA太陽系小天體首席科學(xué)家托馬斯·斯塔特勒將此次實驗比作“太空保齡球”，認為雖然單次撞擊的改變微乎其微，但提前數(shù)十年實施干預(yù)將產(chǎn)生顯著效果。研究顯示，若提前20年對直徑500米的小行星實施類似撞擊，可使其偏離地球軌道超過1.5萬公里。這項技術(shù)驗證為人類應(yīng)對近地天體威脅提供了可行方案，目前NASA正在規(guī)劃更復(fù)雜的“快速反應(yīng)小行星防御任務(wù)”，計劃在2030年前測試多航天器協(xié)同撞擊技術(shù)。