人類首次實(shí)測(cè)改變天體繞日軌道：DART撞擊讓小行星公轉(zhuǎn)偏移0

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2022年9月26日，NASA的DART探測(cè)器以每秒6.1公里的速度撞向雙小行星系統(tǒng)中的伴星Dimorphos。當(dāng)時(shí)，人類首次證明可以人為改變小行星的運(yùn)行軌道。四年后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)那次撞擊的影響遠(yuǎn)超預(yù)期。它不僅讓伴星繞主星的軌道縮短，更讓整個(gè)雙星系統(tǒng)圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期改變了0.15秒。這是人類歷史上首次實(shí)測(cè)證實(shí)，我們能夠改變天體圍繞太陽(yáng)的軌道。

DART任務(wù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是撞擊Dimorphos，使其繞主星Didymos的軌道周期縮短。2022年的觀測(cè)確認(rèn)，撞擊后周期縮短了32分鐘，超出預(yù)期25倍。但最新發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》的研究追蹤了更深遠(yuǎn)的影響。

數(shù)據(jù)顯示，這次撞擊導(dǎo)致Didymos-Dimorphos雙星系統(tǒng)圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期減少了約0.15秒。這相當(dāng)于把整個(gè)雙星系統(tǒng)向太陽(yáng)方向推進(jìn)了約120公里。對(duì)于直徑780米和150米的兩顆石頭來(lái)說(shuō)，這個(gè)位移證明了動(dòng)能撞擊的級(jí)聯(lián)效應(yīng)。

0.15秒聽(tīng)起來(lái)微不足道。但在星際尺度上，這意味著每年數(shù)千公里的軌道偏移累積。如果提前數(shù)年甚至數(shù)十年發(fā)現(xiàn)威脅天體，微小的初速度變化足以讓小行星與地球擦肩而過(guò)。

NASA總部太陽(yáng)系小天體首席科學(xué)家托馬斯·斯塔特勒指出，這驗(yàn)證了動(dòng)能撞擊作為行星防御技術(shù)的可靠性。更重要的是，它證明撞擊雙星系統(tǒng)中的一顆，就能改變整個(gè)系統(tǒng)的日心軌道。這為未來(lái)防御策略提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，Dimorphos本身對(duì)地球沒(méi)有威脅。但這次實(shí)測(cè)為"行星防御"提供了從理論到實(shí)踐的完整證據(jù)鏈。人類第一次擁有了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的星際防御手段。

當(dāng)NASA驗(yàn)證動(dòng)能撞擊技術(shù)時(shí)，中國(guó)正在構(gòu)建自己的行星防御能力。2022年，國(guó)家航天局首次披露小行星防御任務(wù)規(guī)劃。2024年，深空探測(cè)實(shí)驗(yàn)室公布了首次小行星防御任務(wù)方案。

中國(guó)計(jì)劃采用"伴飛+撞擊+伴飛"模式。撞擊器實(shí)施動(dòng)能撞擊，同時(shí)部署伴飛器觀測(cè)撞擊過(guò)程并評(píng)估軌道變化。這種設(shè)計(jì)比DART的單探測(cè)器模式增加了實(shí)時(shí)評(píng)估能力。

人類對(duì)小行星威脅的認(rèn)知經(jīng)歷了漫長(zhǎng)演變。1990年代，科學(xué)家提出動(dòng)能撞擊概念。2005年，NASA深度撞擊號(hào)任務(wù)驗(yàn)證了撞擊彗星的技術(shù)可行性，但未測(cè)量軌道偏移。

2022年DART任務(wù)首次專門(mén)測(cè)試行星防御。2026年的最新發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人類從"能否擊中"進(jìn)階到"能否改變太陽(yáng)系軌道"。這是行星防御技術(shù)成熟度的重要里程碑。

未來(lái)，歐洲空間局的赫拉任務(wù)將于2026年底抵達(dá)Didymos系統(tǒng)，近距離觀測(cè)撞擊坑并精確測(cè)量質(zhì)量。中國(guó)、美國(guó)、歐洲等多方力量的參與，正在將行星防御從科幻概念轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆涔こ炭尚行缘陌脖ｓw系。

Rahil Makadia et al., Direct detection of an asteroid's heliocentric deflection: The Didymos system after DART, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aea4259.