2022年9月26日，美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）航天器以每小时13,000英里的速度撞击了小行星月球Dimorphos，改变了这颗外星岩石围绕其更大伴星Didymos运行的轨道。这次撞击是一次精心策划、精准定位和自主飞行的巨大成功，历时700万英里，首次验证了动能撞击器——可用于重定向未来任何与地球相撞小行星的航天器——的概念。
但是，要了解类似DART的任务在真正的末日情景中将如何运作，天文学家和国家安全专家需要大量的数据和详细的分析。他们几乎立即获得了数据，因为几乎所有能够指向Dimorphos的望远镜和传感器都在撞击前被部署了。现在，关于事件经过的详细分析正在公开，首先是3月1日在《自然》杂志上发表的五篇论文。
1. DART这样的动能撞击器能产生巨大的影响
在一项由北亚利桑那大学天文学家Cristina Thomas领导的关于Dimophos轨道的研究中，一个国际团队计算出DART的坠毁着陆改变了该小行星的轨道周期。利用雷达和光变曲线（通过测量Dimorphos随时间亮度的变化来计算），他们表明这块太空岩石的轨道速度减慢了33分钟，误差约为三分钟。
Thomas和她的同事在论文中写道：“为了作为行星防御动能撞击技术概念的验证，DART需要证明可以在高速遭遇时瞄准小行星，并改变目标的轨道。”“DART已成功地完成了这两项任务。”
研究人员指出，DART之所以能够将Dimorphos的轨道减慢整整半小时，可能有多方面的原因。如果仅仅考虑航天器的质量，小行星的轨道变化应该不超过七分钟。他们解释说，任何其他解释“都需要超出本文范围的建模”。
2. 小行星本身也为DART提供了很大的帮助
由约翰霍普金斯大学应用物理实验室行星防御首席科学家Andy Cheng领导的第二篇论文深入研究了Dimorphos的轨道为何会发生如此剧烈的变化。
他的团队的研究发现，“喷射物”，即DART撞击产生的强大冲击力从Dimorphos上剥离的物质，将航天器的动能传递以及小行星轨道的变化放大了2.2至4.9倍。事实上，作者在论文中写道，“逃逸的喷射物传递给Dimorphos的动量要远大于DART本身”。
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确定航天器能够将多少动量传递给小行星以及这对小行星轨道有何影响，是DART任务试图回答的关键问题，这项研究为科学家们提供了他们期待的参数。它说明了动能撞击器对危险小行星的有效范围，这取决于它们的构成。对撞击反应产生更多喷射物的小行星，可能允许类似DART的航天器偏转比它原本能够偏转的更大的小行星，或者在更短的预警时间内偏转小行星。
3. 提前规划是拯救地球的关键
约翰霍普金斯大学应用物理实验室的Terik Daly、Carolyn Ernst和Olivier Barnouin领导的第三篇论文的关键信息是，尽管DART的撞击成功并且得到了撞击喷射物的有利放大，但行星防御仍然是一场关于观测和早期预警的游戏。研究人员在论文中写道：“小行星偏转的动能撞击技术需要有足够的预警时间——至少几年，最好是几十年——才能防止小行星撞击地球。”
值得庆幸的是，早期预警是NASA在DART任务之前很久就开始投资的领域。《2005年NASA授权法案》指示该航天机构要编目所有直径为460英尺或更大的近地小行星的90%，这项任务现在已经完成。NASA目前正在建造一个红外空间望远镜，预计于2028年发射，它将有助于搜寻天空中的未知小行星。
NASA行星防御官员Lindley Johnson在一份声明中表示：“NEO Surveyor代表了NASA快速探测、跟踪和表征潜在危险近地天体能力的下一代。”
4. DART也秘密地是一项行星科学任务
根据高级科学家Jian-Yang Li领导的第四项研究，Dimorphos的喷射物不仅影响了小行星的轨道，还赋予了它一个尘埃尾巴，在撞击后三小时内就延伸了900多英里。
虽然彗星以其明亮的尾巴而闻名，但正如科学家们所说，小行星也可以变得“活跃”，并在其背面形成一串小尾巴。据认为，这种情况发生在某种撞击之后，尽管这一想法从未得到过检验。
9月的任务为科学家们提供了“详细的表征”，用于研究喷射物形成尾巴的过程，兼具行星防御和行星科学任务的双重作用。研究人员在论文中写道：“DART将继续作为研究由自然撞击引起活跃现象的新发现小行星的模型。”
5. DART确实照亮了Dimorphos
这篇最后一篇论文也属于行星科学范畴，对DART撞击后的Dimorphos进行了详细观察。SETI研究所天文学家Ariel Graykowski领导的一项在非洲和印度洋岛屿进行的地面望远镜研究发现，该小行星花了23多天时间才恢复到撞击前在夜空中的亮度水平。
分析还发现，撞击时的喷射物呈现出红色，这有些神秘。研究人员在论文中写道：“通常，活跃天体的平均颜色比非活跃天体更偏蓝”，并以活跃彗星与非活跃柯伊伯带天体为例。他们补充说：“一些观察到的更红的表面颜色可能是由于有机物的照射，”并指出实验室实验表明，太空辐射会导致与Dimorphos可能发现的某些相同矿物质变红。
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这五项研究只是对DART任务进行多角度分析的持续活动的第一波。例如，欧洲空间局（ESA）的HERA任务将于2026年左右与Dimorphos会合，以更详细地评估DART撞击的后果。在此之前，NASA及其他合作伙伴可以继续庆祝人类与我们周围太空关系的重大里程碑。
NASA科学任务理事会管理者Nicola Fox在3月1日的一份声明中表示：“当DART以正面撞击小行星，进行人类首次行星防御技术演示时，我欢呼雀跃，而这仅仅是开始。”“这些发现增加了我们对小行星的基本理解，并为人类如何保卫地球奠定了基础。”
