2021年11月23日，美国国家航空航天局（NASA）发射了一艘叫做猎鹰9号的火箭，将名为DART的航天器送入太空，开始飞向一个包含孪大星（Didymos）和孪小星（Dimorphos）两颗相互绕转行星的双小行星系统。

今年9月26日，这颗名叫DART的航天器，以惊人的准确度，用牺牲自我的方式，撞向了它的发射目标——双小行星系统中名为Dimmorphos的小卫星孪小星。

而就在前不久的10月12日，美国国家航空航天局（NASA）明确发布消息，证实了这次撞击任务的结果：改变了这颗被它撞击的小行星在太空中运行的轨道。

DART航天器为什么要以自我牺牲的方式去撞击一颗小行星？撞击后发生了什么？又产生了哪些超乎预期的现象，让NASA科学家无法解释？让我们先从这次撞击的目的说起。

（一）DART航天器主动撞击孪小星（Dimmorphos）——阻止小行星撞击地球行动的第一次真正意义上的试验

“小行星撞击地球”一直是会对人类与地球造成灾难的重大隐患。

在太阳系中，除了我们所熟悉的八大行星，还有着许许多多体积很小的小行星，同八大行星一起，绕着太阳转动。它们一般都会有自己特点的轨道，绝大多数情况下，并不会有脱离自己的轨道，与地球发生碰撞。

但由于行星之间的引力扰动、相互的碰撞、以及太阳辐射的变化，都有概率使其轨道方向变化，形成与地球撞击的风险。

6500万年前，恐龙的灭绝就很有可能由一颗小行星的撞击而引发；1908年6月30日著名的小行星撞击事件通古斯大爆炸，造成周围多地地震及磁场扰动，甚至出现白夜。

NASA发布的航天器DART，即为Double Asteroid Redirection Test（双小行星重定向测试）的缩写。它意在通过DART航天器对孪大星系统中，孪小星的撞击，改变其围绕孪大星转动的轨道，并使其轻微减速。

从而模拟，当检测到对地球有撞击威胁的小行星时，人工撞击使其轨道的偏移。

理论上，这样的技术可以拯救地球，使我们免于恐龙的命运。

（二）为什么选择撞击Didymos双星系统（孪大星系统）中的孪小星？

DART选择撞击孪大星系统中孪小星的主要原因有三点。

第一，是因为孪小星在可观测到的前提下，重量足够小。

在外侧绕行的小卫星——孪小星Dimorphos直径160m；被围绕的小行星——孪大星Didymos直径有780m。撞击直径仅为160m的孪小星，能够使其运动轨迹变化，产生可观测的周期改变。

第二，孪大星系统与地球的距离适中。

Didymos双星系统（孪大星系统）自2003年被发现以来，到2022年10月，距地球1060万公里，是离地球最近的一次。下一次还想这么近则要等到2062年。

孪大星系统本身没有撞击地球的风险，但它与地球的距离适中；且孪大星相对太阳的公转周期（2.1年）与地球相对太阳的公转周期（1年）相接近。可以较好地模拟航天器对近地小行星撞击的防御。

第三，便于直接观测计算，撞击后孪小星速度与轨道周期的变化。

孪小星绕孪大星转动的轨道半径约为1千米，转一周的周期11.9小时。从地面望远镜观察系统中孪大星与孪小星，二者由于相互绕转，产生互相遮挡，光线周期性地变暗；相较于单个小行星体而言，双星系统更方便通过观测变暗的周期变化，来直接计算出轨道周期的变化。实现碰撞前与碰撞后周期的比较。

（三）撞击前：四张影像——令人激动的撞击

2022年9月27日上午7点14，DART成功撞击了小行星目标Dimorphos。在撞击前的最后时刻，DART一点点，接近孪小星，由于距离的增近，DATA搭载的Didymos侦察和小行星光学导航相机（DRACO）成像仪视野中孪大星系统的图像越来越大，也越来越清晰。

视野中由一开始的Didymos双星系统，逐渐变为只有Dimorphos小行星。

然后，Dimorphos小行星越来越多地充满了视野，看到图像中清晰可见的岩石表面。

直至，DART航天器撞入Dimorphos小行星中，航天器毁坏，留下还未完全生成的最后半张小行星表面的照片。

以上的照片，分布为撞击前的2.5分钟、11秒、2秒、以及最终观察。

此时，NASA航空局和约翰霍普金斯研究所里DART团队的航天工程师们，兴奋地欢欣鼓舞，击掌庆贺，宣布此次撞击任务圆满成功。

（四）撞击后的观察——孪小星的物质喷射与光线变化？轨道周期改变了吗？改变了多少？

由于航天器撞击孪小星之后会因为撞击而毁坏，无法继续摄影观察。所以，DART航天器体内携带了一颗由意大利航天局（ASI）制造的LICIACube立方星，在撞击15天前从DART航天器内脱出，与之分离，跟随其后，拍摄和记录撞击之后的影像。

下面这张是撞击后3分钟，LICIACube卫星从Dimorphos附近飞过，拍摄下撞击后的孪大星系统影像。

这是LICIACube卫星接近Dimorphos孪小星之前获取的图像，孪小星被撞后脱落的羽流清晰可见。

这是LICIACube卫星接近Dimorphos孪小星之后获取的图像，可见，此时，LICIACube已飞至孪小星背面的视角。

这是LICIACube卫星拍摄的经处理后的孪小星被撞后形成的喷射物羽流的近距离图像，每个矩形代表不同级别的对比度，可以更好地观察羽流中的精细结构。

这是哈勃望远镜于撞击后22分钟、5小时和8.2小时分别拍摄的孪小星影像。可以发现，在撞击后，孪小星的一些区域快速地变亮，天文学家估计亮度的增加约有三倍，并在增加后保持稳定，即使在撞击后八小时也是如此。

撞击产生的喷射物看起来像是从小行星主体延伸出来的射线，一些射线似乎略微弯曲，天文学家还在研究这种现象的原因。

这是撞击两天后，智利的SOAR望远镜拍摄的孪小星表面物质流的侧视图，在右边，这种物质正在在太阳辐射的压力下，形成一条6000多英里长的彗星状尾巴。

这是撞击后285 小时（约12天），10月8日美国宇航局哈勃望远镜拍摄的图像。

随着时间的推移，撞击后喷射出的“喷射物”的亮度已经扩大和消退，尾巴的形状随着时间的推移逐渐变化，10月2日至8日之间，慢慢形成了第二条尾巴。这虽然与科学家们的预期基本相符，可双尾却是一个意想不到的发现，尽管它在彗星和活跃的小行星中也算得上常见。

关于彗星状尾巴和其他喷出物特征之间的关系，以及第二条尾巴形成的原因，科学家们还在继续努力研究。

下方的左右两张图片分别为NASA的Goldstone行星雷达和美国国家科学基金会Green Bank天文台的雷达于10月4日和10月9日的观测；绿圈表示孪小星的位置，蓝圈表示，按照初始的轨道周期11h55min，孪小星应处的位置。图像证明，孪小星的轨道周期确实发生了改变。

经科学家精确计算，最后，于10月12日公布：孪小星的轨道周期，从最初的11小时55分，缩短到11小时23分钟，总共缩短了32分钟（有两分钟的不确定性余量）！这与科学家在撞击前的目标——让孪小星的轨道周期改变73秒或更长，以及撞击后的预测——轨道缩短1%，即大约10分钟相比，均超出了很多。

这标志着人类首次有意改变天体运动，全面展示小行星偏转技术的成功！

（五）NASA DART任务在12月15日公布的早期结果

12月15日，在芝加哥举行的美国地球物理联合会秋季会议期间，DART团队成员对他们的发现做了初步的解释，主要包含以下两点。

1。 孪大星与孪小星的构成与组成材料相似

上面是NASA红外望远镜于撞击前后拍摄的光谱，撞击前的光谱主要是来自孪大星的光（约占总亮度的96%）。撞击后，孪小星喷出了大量物质，使得撞击后光谱中三分之二光来自孪小星（及其喷出物）。两个光谱都显示出相似的特征，被归类为S复合物，与普通球粒陨石的光谱相似。

即说明，孪大星与孪小星的构成与组成材料相似——都是普通的球粒陨石，与我们最常见的撞击地球的陨石类似。

2。 测量DART航天器与孪小星碰撞所产生的动量传递是科学家注意力的焦点

利用以上的信息碎片，假设孪大星和孪小星具有相同的密度，该团队计算出，DART航天器撞击孪小星时转移的动量大约是孪小星简单地被航天器撞击，不产生喷射物情况的3.6倍——这说明，喷出物的后坐力对孪小星移动的推动作用比DART航天器的撞击作用更大，就好比，我们小时候吹气球，松开气球嘴后，气球在气球嘴往后放气的推动下前进。

他们估计，DART的撞击使孪小星中超过100万公斤的尘土飞扬到太空中，——可以装满六到七节火车车厢！

他们也正在使用LICIACube立方星、哈勃望远镜、以及合作的其他望远镜和雷达观测到到的数据，进一步研究喷出物的特征与孪小星的组成，计算DART的撞击后坐力究竟有多大，让孪小星移动了多少。

DART调查小组的研究人员表明：了解航天器撞击将如何改变小行星的动量是行星防御任务的关键。这帮助我们确定撞击航天器所需的大小，以及估计确保将存在潜在威胁的小行星从其轨道上移开所需的准备时间。

同时，他们也表明，在DART与孪小星碰撞之前或之后，孪大星与孪小星系统都不会对地球造成任何危害。

以上就是，你想知道的关于DART撞击小行星计划的所有。至于目前还未清晰的几个问题——

孪小星被撞后精确的轨道周期到底是多少（两分钟不确定余量的消除）？

被撞击之后的光线为什么有些弯曲？为什么会出现彗星般的长尾，而后又变成双尾？

孪小星的地质组成究竟如何，它的密度和组成物质的松散程度是怎样的？

在这种非弹性碰撞的前提下，如何精确地计算轨道的改变？

如果对地球有威胁的小行星地质组成非常松散，又会产生什么样的撞击后果，碎片会飞向何处？会不会产生不良的蝴蝶效应？

还要等待进一步的探索与发现。

最后，小编想说，航天事业的发展服务于“人类命运共同体”。

就在不久前11月的中国空间探索与创新全球伙伴关系研讨会期间，我国的探月工程总设计师吴伟仁在记者的采访中也透露，中国将在着手组建近地小行星防御系统，包括完善太空检测预警、为各类近地小行星建立专属档案、小行星探测及毁伤手段研究等多个项目。

中国会争取在“十四五”规划末期或2026年前后，对某一颗有威胁的小行星抵近观察，并实施就近撞击，以验证人为改变小行星轨道的技术可行性，为未来人类应对地外小行星天体对地球家园的威胁做出中国贡献。