如何瞄准和碰撞潜在危险的小行星

作者:任屑

<p>美国宇航局的深度撞击任务于2005年7月4日袭击了坦普尔1号彗星图片来源:NASA / JPL-Caltech / UMD虽然美国宇航局的一些科学家致力于捕捉和探测小行星,但其他NASA科学家正在计算如何瞄准并撞击小行星,可能有一天会改变潜在危险的小行星轨道的超高速撞击模拟像美国宇航局加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的许多同事一样,Shyam Bhaskaran现在正在与小行星一起工作很多并且像他的许多同事一样,深空导航仪他花了很多时间来制作和考虑这些有趣的太阳系游牧民族的计算机生成三维模型但是他的许多同事正在计算小行星在宇宙中的过去,现在和将来的位置,并将它们与Bhaskaran考虑到世界上最庞大的雷达天线,或考虑如何会合,甚至可能轻轻地将小行星轻推到月球轨道上Bhaskaran说:“如果你想看到一颗小行星的表面,那就没有比击打它更好的方法了</p><p>”但这并不是那么容易用超高速飞行的太空船击中小行星就像射箭一样在超速赛车的目标上“超高速度一词通常指的是以非常高的速度行驶的东西 - 每秒2英里(6,700英里/小时/ 11,000公里/小时)或以上Bhaskaran的假设影响往往远高于”大多数超高速我模拟的撞击场景的航天器/小行星封闭率约为每秒8英里,每小时30,000英里[每小时约48,000公里],“Bhaskaran说道</p><p>在我们的太阳系中,产量标志和”通行权“法规还没有找到广泛的支持,物体之间的超高速影响一直在发生但是所有这些原始暴力在地球上通常都没有被注意到,而且几乎从未接受过科学审查“对小行星的高速影响可以告诉你我们想要了解的关于小行星的许多事情,”JPL的近地天体科学家史蒂夫切斯利说道</p><p>“他们可以告诉你他们的成分和结构完整性 - 哪些他们是如何将自己融合在一起的这些东西不仅对于太阳系起源的科学研究至关重要,而且对于研究可能移动小行星的任务设计者而言,既可用于开发目的,也可能因为它们可能对地球有害“航天器的超高速撞击不仅仅是一个假设的练习科学家利用这个机会分析了自从阿波罗计划以来影响月球和其他天体的二手宇宙飞船和火箭阶段的数据2005年7月4日,美国宇航局的深度撞击宇宙飞船成功相撞彗星9P / Tempel 1的动态撞击器 - 它是原始太阳系体Bh的第一次超高速撞击Askaran是Deep Impact的导航员,他将率先告诉你并非所有的超高速撞击都是相同的“撞击小行星带来的挑战与撞击彗星的挑战略有不同,”Bhaskaran表示,“彗星可以让射流射向太空,这可能会扰乱你的成像和制导系统,而潜在的小行星目标可能只有50米[164菲特],并有自己的小卫星围绕它们轨道由于它们小而昏暗,它们可能更难发现“沿着随着天体的大小成为目标,Bhaskaran还必须考虑其轨道,目标错误,科学家想要的影响有多大,甚至形状“小行星几乎不像完美的球体,”Bhaskaran说“你是什么”我们漂浮在外面有一堆巨大的物体看起来像花生,土豆,钻石,回旋镖甚至狗骨头 - 如果太空船的引导系统无法弄清楚它在哪里需要去,你可以击中小行星的错误部分,或者更糟糕的是,完全错过它“Bhaskaran所指的引导系统被称为”AutoNav“,它代表自主导航要触及并触摸可能中途的东西穿越太阳系并以超高速行驶需要快速思考和快速机动的太空船这是一个问题,即使光速也无法治愈 “当涉及到这些高速冲击场景时,你所获得的最佳信息以及你需要的位置来自游戏的最后阶段,”Bhaskaran说道,“这就是为什么冲击前的最后几个小时如此重要我们需要执行一些最终的火箭灼伤,称为冲击瞄准机动(ITMs),很快就与地球相距甚远,没有机会及时发送新命令“所以,相反,我们让AutoNav为我们做的工作它本质上是一个网络宇航员接收所有相关信息,做出自己的决定,并执行必要的行动,以确保我们在我们想去的地方啪啪作响“目前,Bhaskaran正在运行模拟,使他的虚拟冲击器对抗皱纹,有机物质的小行星风化层1999 RQ36这个1600英尺宽(500米宽)的太空岩石是拟议的JPL任务的目标,称为表面和内部科学冲击器(ISIS)撞击器太空船,看起来有点像火箭一样 - 带动力的结婚戒指,搭乘美国国家航空航天局的InSight飞往火星的任务,将搭乘免费乘坐火箭进入太空</p><p>撞击者的轨迹将围绕火星环绕并在RQ36上降低“我帮助晚上睡觉的一件事就是我们知道了很多关于RQ36,因为它是另一个叫做OSIRIS-REx的美国宇航局任务的目标,“Bhaskaran说道</p><p>”但它也提供了一些挑战,因为科学家们希望我们在特定时刻和特定地点撞击小行星,这样OSIRIS-REx航天器可以确保从安全的有利位置监控结果这是一个挑战,但它也非常令人兴奋“Bhaskaran最感兴趣的ISIS任务的一部分是在我们的火箭装扮的网络英雄之后发生的事情绕着火星开始与小行星以每秒84英里(49,000公里/小时)的速度关闭距离</p><p>在接下来的几个月里,任务导航员将计划和执行几个深空鬃毛改善航天器进近的方法然后,只需两个小时的时间,AutoNav将接管最后的轨道变化“AutoNav的成像系统及其轨道确定算法将检测小行星并计算其相对于撞击器的空间位置,” Bhaskaran说:“无需等待我们的回音,它将计划并执行三个ITM,分别为90分钟,30分钟,然后三分钟</p><p>最后一次火箭发射将在小行星仅1,500英里(2,400公里)远的地方发生</p><p>三分钟后如果一切按照计划进行,宇宙飞船就像一堆砖块一样打击“虽然Bhaskaran喜欢它提供的导航挑战ISIS,但拟议的任务的主要调查员喜欢这个世界上相当于9吨的释放量TNT对小行星的表面和内部造成的影响“我们希望ISIS撞击挖出的陨石坑可能在100英尺左右,”Chesley说道</p><p>在小行星周围的轨道上的猫鸟座位,OSIRIS-REx,闲暇时,不仅能够确定有多大的洞,而且还能分析撞击过程中抛出的物质“数据不仅会提供有关什么的信息组成小行星,但它的轨道如何对被美国宇航局太空船击中做出反应“虽然ISIS对小行星1999 RQ36轨道的影响微乎其微,但它将是可测量的,”切斯利说道</p><p>“一旦我们知道它的轨道是如何变化的,无论多小,我们都可以做出更好的评估和计划,以便在我们需要的时候改变未来的小行星轨道当然,为了在理解中取得所有这些巨大的飞跃,我们必须首先击中它“让我们回到Bhaskaran和他的硬盘充满了超高速冲击模拟“我们有信心,无论什么时候被召唤,AutoNav都会完成它的工作,”Bhaskaran说道</p><p>“诀窍是,我们只是不告诉AutoNav它是一个单向的旅行“Bhaskaran将p 4月16日星期二,在亚利桑那州弗拉格斯塔夫举行的国际宇航科学院行星防御大会上,他发现了关于超高速撞击指导的最新研究成果</p><p>美国宇航局利用地面和太空探测,追踪并描绘了相对靠近地球的小行星和彗星</p><p>基于望远镜的近地物体观测计划,通常被称为“太空卫士”,发现这些物体,描述它们的一部分,并预测它们的路径,以确定是否有任何可能对我们的星球有潜在危害 JPL管理美国宇航局科学任务理事会近地天体项目办公室JPL的Steve Chesley领导表面和内部科学冲击者(ISIS)任务提案JPL是加州理工学院帕萨迪纳美国宇航局戈达德太空飞行的一个部门马里兰州格林贝尔特中心管理OSIRIS-Rex项目资料来源:DC Agle,喷气推进实验室; NASA图片:....