歐洲航天局赫拉任務：深挖DART撞小行星後續

歐洲航天局的赫拉任務將於 10 月 7 日從卡納維拉爾角搭乘太空探索技術公司的獵鷹 9 號火箭升空。

這是美國國家航空航天局（NASA）的 DART 探測器有意撞擊這顆雙小行星的較小天體（名爲迪莫弗斯的小衛星）的後續行動。

這首次的小行星偏轉測試旨在改變目標的運行軌道，並精確瞭解所發生的狀況。

憑藉 DART 上的相機、撞擊前部署的意大利微型衛星（或立方體衛星）、地面望遠鏡的聯合力量以及哈勃和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的敏銳觀測，我們已經對這次偏轉的成功情況瞭解了不少。

然而，我們缺乏大量信息來切實瞭解撞擊後的情形。

這對於推廣成果和開發模型極爲重要，這些模型能讓我們偏轉其他朝着地球或太空設施（衛星、空間站……）飛來的小行星。

弄清楚迪迪莫斯和迪莫弗斯如今的模樣是赫拉的任務。

這首次的小行星偏轉測試獲得了圓滿成功。

首先，因爲 DART 探測器在撞擊前的最後幾個小時成功自主引導自身去和一顆我們主要了解其大小的小行星相撞。

其次，由於撞擊確實使“雙形態”的軌道發生了偏轉，這一點已被分佈於大多數大陸的地面望遠鏡觀測活動所證實。它們共同測量出了“雙形態”繞“雙衛一”的軌道週期的縮短情況，也展示了在國際範圍內組織起來測量偏離後果的能力。

“飛鏢”在撞擊前所拍攝的圖像也爲“雙形態”目標及其主體的表面特性提供了一些知識。

最後，由“飛鏢”在撞擊前發射的意大利微型衛星“LICIAcube”所拍攝的用於從遠處觀察撞擊的圖像，以及詹姆斯·韋伯和哈勃太空望遠鏡拍攝的圖像（這是它們首次指向同一物體），顯示撞擊產生了一條塵埃尾。而且，這條塵埃隨後擴散到數萬公里之外，被太陽光線施加的壓力推動（這種現象被稱爲“太陽輻射壓力”）。一些這種塵埃實際上有可能最終以流星的形式進入地球大氣層（沒有損壞的風險，因爲它們會在大氣層中完全燃燒）。

但即便所有這些信息，也不足以衡量小行星重定向技術的有效性，並且驗證我們對此類撞擊的建模——這種建模必須能夠大規模重現此測試，以便將其外推到其他場景。

關鍵問題仍未得到解答。例如，要衡量偏轉的成效，我們得清楚“迪莫弗斯”的質量。要知曉撞擊對雙小行星系統產生了怎樣的影響，我們得多去了解“迪莫弗斯”的物理特性，尤其是其內部的特性：“迪莫弗斯”內部有沒有大的空隙？構成它的巨石尺寸是怎樣的？或者它是不是一塊被表面岩石覆蓋着的緻密岩石？正如 某些模型 所預測的以及 最近的一些地面觀測 似乎所表明的那樣，DART 的撞擊到底是產生了一個隕石坑，還是徹底改變了這顆小衛星的形狀？

所以，就跟一名偵探似的，“赫拉”當下出發去調查並確切報告究竟發生了啥以及爲啥會這樣。“赫拉”是這個故事的英雄，因爲這是探測器第一次如此接近雙小行星。

這也將會是首次出現太空任務同時運用三顆衛星來探索一個小天體。“赫拉”攜帶了兩顆“立方體衛星”，每顆都有一個鞋盒大小，並配備了自己的推進系統和各種測量儀器。它們將被部署在小行星附近，以更近的距離進行測量。

這種配置的目的在於展示攜帶較小模塊的好處，能讓我們通過把它們部署在很近的距離來操作從而承擔更大的風險，而主探測器則保持一定的距離，並保證實現基本的科學目標（“赫拉”探測器本身攜帶兩部用於可見光範圍觀測的相機、一個提供礦物成分數據的高光譜成像儀、一個由日本航天局 JAXA 提供的用於確定表面熱特性和粗糙度的熱紅外成像儀，以及一個激光高度計）。

在收到此次首次偏轉測試所改變的迪莫弗斯的首批圖像之前，我們將有機會驚歎於該探測器於 2025 年 3 月中旬對火星的飛越，在此期間，飛行中的儀器將通過觀測這顆行星以及它的兩顆衛星之一——火衛二來進行校準……可能會在途中提供新的科學數據。

這也是首次有任務返回一個我們已有其圖像的小天體，但我們已知道它與現在的模樣毫無關係。基於目前非常不完整的數據，預測存在相當大的不確定性，並且可能產生多種結果。

事實上，DART 數據爲我們提供了撞擊的初始條件，但我們缺少最終結果以及目標在應對撞擊時所涉及的特性。基於 DART 提供的初始條件以及尚未測量的目標的實際內部特性來進行建模，必須重現最終結果。

其想法是儘可能地減少自由參數，以確保模型成功重現撞擊，不是因爲未知參數已被調整以達到預期結果，而是因爲它們有效且可靠地捕捉到了在地面實驗室無法達到的規模上的現象。

這些經過驗證的模型日後將能讓我們校準偏轉具有已知特性的其他小行星所需的撞擊能量。