NASA研究：小行星的轨道和形状在DART撞击后发生了变化
在NASA历史性的双小行星重定向测试（DART）后，喷气推进实验室领导的一项研究表明，小行星双卫一（Dimorphos）的形状已经发生变化，其轨道也已缩短。
DART太空船与双卫一
2023年3月9日 DART vs Dimorphos Image Credit: NASA, Johns Hopkins APL, DART Explanation: On the first planetary defense test mission from planet Earth, the DART spacecraft captured this close-up on 26 September 2022, three seconds before slamming into the surface of asteroid moonlet Dimorphos. The spacecraft’s outline with two long solar panels is traced at its projected point of impact between two boulders. The larger boulder is about 6.5 meters across. While the DART (Double Asteroid Redirection Test) spacecraft had a mass of some 570 kilograms, the estimated mass of Dimorphos, the smaller member of a near-Earth binary asteroid system, was about 5 billion kilograms. The direct kinetic impact of the spacecraft measurably altered the speed of Dimorphos by a fraction of a percent, reducing its…
DART的倒数第二视图
This is the last complete image of the asteroid Dimorphos, as seen by our Double Asteroid Redirection Test (DART) two seconds before impact. The Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation (DRACO) imager aboard captured a 100-foot-wide patch of the asteroid. The DART spacecraft streamed these images from its DRACO camera back to Earth in real time as it approached the asteroid. DART successfully impacted its target on Monday, Sept. 26, 2022, in the world’s first planetary defense technology demonstration. See more from the moments just before DART’s intentional crash. Image Credit: NASA/Johns Hopkins APL 这是小行星Dimorphos的最后一张完整图像，由我们的双小行星重定向测试（DART）在撞击前两秒拍摄。航天器上的Didymos侦察和小行星光学导航相机（DRACO）成像仪拍摄了这个100英尺宽的小行星区域。 DART航天器在接近小行星时，将这些图像从DRACO相机实时传回地球。2022年9月26日，星期一，DART成功撞击目标，这是世界上第一次行星防御技术演示。 查看更多关于DART故意撞击前的瞬间。 图片来源：NASA/Johns Hopkins APL
DART团队庆祝碰撞成功
In this image from Sept. 26, 2022, the Double Asteroid Redirection Test (DART) team, Dr. Thomas Zurbuchen, and guests at Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory cheer as they receive confirmation of DART’s collision with the asteroid Dimorphos—the world’s first planetary defense technology demonstration. During the spacecraft’s final moments before impact, its Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation imager took four images capturing its terminal approach as Dimorphos increasingly fills the field of view. The investigation team will now observe Dimorphos using ground-based telescopes to confirm that DART’s impact altered the asteroid’s orbit around Didymos. Researchers expect the impact to shorten Dimorphos’ orbit by about 1%, or roughly 10 minutes; precisely measuring how much the asteroid was deflected is one of the primary…
NASA的DART任务在首次行星防御测试中击中小行星
经过10个月的太空飞行，NASA的双小行星重定向测试（DART）——世界上第一次行星防御技术演示——于周一成功撞击了小行星目标，这是NASA首次尝试在太空移动小行星。 参考来源：NASA 位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的任务控制中心于美国东部时间下午7点14分宣布成功撞击。 作为NASA整体行星防御战略的一部分，DART与小行星Dimorphos的撞击展示了一种可行的缓解技术，可以保护地球免受小行星或彗星（如果发现的话）的袭击。 “DART的核心是代表了行星防御的空前成功，但它也是一项团结的任务，真正造福于全人类。”NASA局长比尔·纳尔逊表示。“当NASA研究宇宙和我们的家园星球时，我们也在努力保护这个家园，这次国际合作将科幻小说变成了科学事实，展示了一种保护地球的方法。” DART瞄准了小行星Didymos的卫星Dimorphos，一个直径只有530英尺(160米)的小天体。它围绕一颗更大的，2560英尺(780米)的小行星Didymos运行。这两颗小行星都不会对地球构成威胁。 该任务的单程旅行证实，NASA可以成功地驾驶航天器故意与小行星相撞以使其偏转，这种技术被称为动能撞击。 调查团队现在将使用地面望远镜观察Dimorphos，以确认DART的撞击改变了小行星围绕Didymos的轨道。研究人员预计这次撞击会将Dimorphos的轨道缩短约1%，即大约10分钟；精确测量小行星偏转的程度是全面测试的主要目的之一。 “行星防御是一项全球统一的努力，影响着地球上的每一个人。”位于华盛顿NASA总部的科学任务理事会副主任托马斯·祖尔布钦说。“现在我们知道，我们让航天器瞄准目标，其精确度甚至可以影响太空中的一个小天体。只要它的速度有一点点变化，我们就能让小行星的运行路径发生重大变化。” 该航天器的唯一仪器是用于光学导航的Didymos侦察和小行星相机（DRACO），以及与小天体机动自主实时导航（SMART Nav）算法协同工作的复杂制导、导航和控制系统，使DART能够识别和区分两颗小行星，瞄准较小的天体。 这些系统引导1,260磅（570公斤）的箱形航天器穿过最后56,000英里（90,000公里）的空间，进入Dimorphos，故意以每小时约14,000英里（22,530公里）的速度撞击该小行星，以略微减慢小行星的轨道速度。DRACO在撞击前几秒拍摄的最终图像显示了Dimorpos的表面细节。 在撞击前15天，由意大利航天局提供的DART的立方体卫星同伴轻型小行星成像立方体卫星（LICIACube）从航天器上部署，以拍摄DART撞击的图像和小行星产生的抛射物质云的图像。与DRACO返回的图像相结合，LICIACube的图像旨在提供碰撞效果的视图，以帮助研究人员更好地描述动能碰撞对小行星偏转的有效性。由于LICIACube没有携带大型天线，图像将在未来几周内逐一下载到地球上。 “DART的成功为我们必须拥有的保护地球免受小行星毁灭性撞击的基本工具箱提供了重要的补充。”NASA行星防御官员林德利·约翰逊表示。“这表明我们不再无力阻止这种类型的自然灾害。再加上我们的下一个行星防御任务——近地天体（NEO）探测器——加速发现剩余危险小行星种群的能力的增强，DART的继任者可以提供我们所需的信息来扭转局面。” 由于这对小行星距离地球不到700万英里（1,100万公里），一个全球团队正在使用数十台部署在世界各地和太空中的望远镜来观测小行星系统。在接下来的几周里，他们将对产生的喷射物进行表征，并精确测量Dimorphos的轨道变化，以确定DART偏转小行星的有效性。该结果将有助于验证和改进科学计算机模型，这对预测该技术作为小行星偏转的可靠方法的有效性至关重要。 “这是首次执行此类任务，需要令人难以置信的准备和精确性，团队在所有方面都超出了预期。”APL主任拉尔夫·塞梅尔表示。“除了技术演示真正令人兴奋的成功外，基于DART的能力有一天可能会被用来改变小行星的轨道，以保护我们的星球，并保护我们所知的地球上的生命。” 大约四年后，欧洲航天局的赫拉项目将对Dimorpos和Didymos进行详细调查，特别关注DART碰撞留下的陨石坑，并精确测量Dimorphos的质量。 约翰·霍普金斯APL作为NASA行星任务计划办公室的一个项目，负责管理NASA行星防御协调办公室的DART任务。 有关DART的详细信息，请访问： https://www.nasa.gov/dart 参考来源： https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-dart-mission-hits-asteroid-in-first-ever-planetary-defense-test
金色DART的星系开箱
Technicians prepare to move NASA’s Double Asteroid Redirection Test (DART) spacecraft from a shipping container onto a work stand inside the Astrotech Space Operations Facility at Vandenberg Space Force Base in California in this image from Oct. 4, 2021. DART was launched on Nov. 23, 2021, aboard a SpaceX Falcon 9 rocket from Vandenberg. The spacecraft will intentionally smash into the moonlet Didymos on Sept. 26, 2022, to see if this method of asteroid deflection—known as the kinetic impactor technique—would be a viable way to protect our planet if an asteroid on a collision course with Earth were discovered in the future. Image Credit: USSF 30th Space Wing/Aaron Taubm 这张照片摄于2021年10月4日，技术人员准备将NASA的双小行星重定向测试（DART）航天器从一个运输集装箱移到位于加利福尼亚州范登堡太空部队基地的Astrotech太空运营设施内的工作台上。 DART于2021年11月23日由范登堡的SpaceX猎鹰9号火箭发射。该航天器将于2022年9月26日故意撞击小行星Didymos，以了解如果未来发现一颗小行星与地球发生碰撞，这种被称为动力学撞击器技术的小行星偏转方法是否是保护我们星球的可行方法。 影像来源：USSF 30th Space Wing/Aaron Taubm
DART使用木星和木卫二测试自主导航系统
在拍摄了地球夜空中最明亮的行星之一的图像后，双小行星重定向测试（DART）相机最近将目光投向了另一个引人注目的景象：木星及其四颗最大的卫星。 在一次SMART Nav测试中拍摄的以木星为中心的DRACO图像的裁剪合成。拍摄该图像时，DART距离地球约1,600万英里（2,600万公里），木星距离航天器约4.35亿英里（7亿公里）。 影像来源：NASA/Johns Hopkins APL 9月26日，当NASA的DART航天器驶向备受期待的双星小行星Didymos时，航天器的成像仪——Didymos侦察和光学导航小行星相机（简称DRACO）已经拍摄了数千张行星照片。这些照片为领导NASA任务的约翰·霍普金斯应用物理实验室（APL）团队提供了必要的数据，以支持正在进行的航天器测试和预演，为航天器对Didymos的卫星Dimorphos的动力撞击做准备。 作为DART上的唯一工具，DRACO将拍摄Didymos和Dimorpos的图像；它还将支持航天器的自主导航系统——小天体机动自主实时导航（SMART Nav）——以引导DART撞击。 7月1日和8月2日，任务操作团队将DRACO成像仪指向木星，以测试SMART Nav系统。研究团队使用DRACO来探测和定位从木星后面出现的木星卫星木卫二，类似于Dimorphos在撞击前几小时内与较大的小行星Didymos视觉分离的方式。虽然测试显然没有涉及DART与木星或其卫星的碰撞，但它确实为APL领导的SMART Nav团队有机会评估SMART Nav系统在飞行中的表现。在这次木星测试之前，SMART Nav测试是通过地面模拟完成的。 SMART Nav从测试中获得了宝贵的经验，包括SMART Nav团队如何查看航天器的数据。AAPL的SMART Nav软件工程师彼得·埃里克森说：“每次我们做这些测试中的一项，我们都会调整显示器，使其更好一点，并对我们在实际终端活动中的实际需求做出更好的响应。” DART航天器设计为在终端进近期间完全自主运行，但SMART Nav团队将监控如何在场景中跟踪物体，包括其强度、像素数以及它们被识别的一致性。只有在与预期存在重大且威胁任务的偏差时，才会采取使用预先计划的应急措施的纠正措施。利用木星及其卫星，研究小组有机会更好地了解目标在探测器上移动时，物体的强度和像素数可能会如何变化。 下面的图像是DART距离地球约1,600万英里（2,600万公里），木星距离航天器约4.35亿英里（7亿公里）时拍摄，是在一次SMART Nav测试中拍摄的以木星为中心的DRACO图像的裁剪合成图。为了优化木星及其卫星，分别进行了两次亮度和对比度强化，以形成此视图。从左到右依次是木卫三、木星、木卫二、木卫一和木卫四。 “木星测试让我们有机会让DRACO对我们太阳系中的某些东西进行成像。”APL的DRACO仪器科学家卡罗琳·恩斯特表示。“这些图片看起来棒极了，我们很高兴DRACO将在撞击前的几小时和几分钟内揭示关于Didymos和Dimorphos的信息！” DRACO是一款高分辨率相机，灵感来自NASA新视野号宇宙飞船上的成像仪，该成像仪返回了冥王星系统和柯伊伯带天体Arrokoth的第一张特写图像。 DART是世界上第一个行星防御测试任务，有意对Dimorphos进行动能撞击，以略微改变其在太空中的运动。虽然没有已知的小行星对地球构成威胁，但DART任务将证明，航天器可以自主导航到对相对较小的目标小行星的动能撞击，如果发现真正危险的小行星，这是一种可行的技术，可以使对地球构成威胁的小行星偏离轨道。DART将于2022年9月26日达到目标。 有关DART任务的更多信息，请访问： https://www.nasa.gov/dartmission 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/dart-tests-autonomous-navigation-system-using-jupiter-and-europa
DART瞄准小行星目标
NASA的双小行星重定向测试（DART）航天器最近首次观察了双小行星系统Didymos，包括其目标Dimorphos。9月26日，DART将有意撞击Didymos的小行星Dimorphos。虽然这颗小行星对地球没有威胁，但这是世界上首次测试动能撞击技术，利用航天器使小行星偏转，进行行星防御。 这张来自小行星Didymos及其轨道卫星Dimorphos的光线图像是由Didymos侦察和小行星光学导航相机（DRACO）于2022年7月27日拍摄的243张图像合成而成。 影像来源：NASA JPL DART Navigation Team 这张来自小行星Didymos及其轨道卫星Dimorphos的光线图像是由Didymos侦察和小行星光学导航相机（DRACO）于2022年7月27日拍摄的243张图像合成而成。 在距离DART约2000万英里的距离上，Didymos系统仍然非常微小，导航摄像机专家不确定DARCO是否能够发现这颗小行星。但是，将DARCO在这一观察序列中拍摄的243张图像结合起来，研究团队就能够对其进行增强，以揭示Didymos并精确定位其位置。 “这第一组图像被用来测试我们的成像技术。”马里兰州劳雷尔市约翰·霍普金斯应用物理实验室（APL）的DART任务系统工程师埃琳娜·亚当斯说。“图像的质量与我们从地面望远镜获得的图像相似，但重要的是要表明DRACO工作正常，可以看到它的目标，以便在我们开始使用图像引导航天器自主进入小行星之前进行任何必要的调整。” 虽然该团队已经使用Didymos的非DRACO图像进行了一些导航模拟，但DART最终将依赖于它看到和处理Didymos和Dimorphos图像的能力，一旦DRACO看到Didymos，它将引导航天器前往小行星，特别是在撞击前的最后四个小时。届时，DART将需要在没有任何人工干预的情况下，自动导航成功撞击Dimorphos。 “第一次看到Didymos的DRACO图像，我们可以为DRACO确定最佳设置，并对软件进行微调。”加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的DART导航负责人朱莉·贝勒洛斯说。“9月份，我们将通过更精确地确定Didymos的位置，来确定DART的目标。” 使用每五小时一次的观测，DART团队将在未来三周内执行三次轨迹修正机动，每一次都将进一步减少航天器所需轨迹撞击的误差范围。在9月25日的最后一次机动后，大约在撞击前24小时，导航小组将知道目标Didymos在2公里内的位置。从那里开始，DART将自动引导自己与小行星碰撞。 DRACO随后在8月12日、8月13日和8月22日的计划观测中观测到了Didymos。 作为NASA行星任务计划办公室的一个项目，约翰霍普金斯大学应用物理实验室为NASA行星防御协调办公室管理DART任务。DART是世界上第一个行星防御测试任务，有意对Dimorphos进行动能撞击，以略微改变其在太空中的运动。虽然这两颗小行星都不会对地球构成威胁，但DART任务将证明，航天器可以自主导航到相对较小的目标小行星上的动能碰撞，而且如果发现小行星与地球相撞，这是一种可行的技术，可以使小行星偏离碰撞轨道。DART将于2022年9月26日达到目标。 有关DART任务的更多信息，请访问： https://www.nasa.gov/dartmission 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/dart-sets-sights-on-asteroid-target
DART团队确认目标小行星的轨道
DART调查团队上个月使用了世界上最强大的望远镜，完成了一项为期六个晚上的观测活动，以确认早先对Dimorphos（DART小行星目标）围绕其较大母小行星Didymos的轨道进行的计算，确认了小行星撞击时的预期位置。DART是世界上第一次尝试改变小行星在太空中运动的速度和路径，它测试了一种小行星偏转方法，如果未来对行星防御有这种需求，这种方法可能会被证明是有用的。 “团队在2021年初进行的测量对于确保DART在正确的时间到达正确的地点，对Dimorphos进行动力学冲击至关重要。”位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室（APL）的DART调查小组联合负责人安迪·里夫金（Andy Rivkin）表示。“用新的观察结果确认这些测量结果，表明我们不需要改变航线，我们已经正确地命中目标。” 然而，除了确保DART的影响外，了解Dimorphos轨道的动力学非常重要。如果DART成功地改变了Dimorphos的路径，这颗小行星将更靠近Didymos，从而缩短绕其轨道运行的时间。测量这种变化很简单，但科学家们需要确认，除了撞击之外，没有其他东西影响轨道。这包括来自小行星被太阳加热的表面的辐射反冲等微妙的力，这些力可以轻轻地推动小行星并使其轨道改变。 “这项实验的前后性质要求在我们对小行星系统做任何事情之前对它有深入的了解。”亚利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄尔天文台的天文学家尼克·莫斯科维茨（Nick Moskovitz）说。“我们不想在最后一刻说，’噢，这里有一些我们没有想到的事情或我们没有考虑过的现象。’我们想确保我们看到的任何变化都完全是DART所做的。” 在9月下旬至10月初，也就是DART撞击的时间，Didymos和Dimorphos将在距离地球约670万英里（1,080万公里）的地方进行近几年来最接近地球的飞行。自2021年3月以来，Didymos系统由于距离地球较远，其超出了大多数地面望远镜的范围，但今年7月初，DART调查小组在亚利桑那州和智利使用了强大的望远镜——洛厄尔天文台的洛厄尔发现望远镜、麦哲伦号拉斯坎帕纳斯天文台的望远镜和南方天体物理研究 (SOAR) 望远镜——用于观察小行星系统并寻找其亮度的变化。这些变化被称为“相互事件”，当两颗小行星中的一颗从另一颗小行星前面掠过时，阻挡了小行星发出的光，就会发生这些变化。 2022年7月7日晚上，亚利桑那州弗拉格斯塔夫附近的洛厄尔发现望远镜捕捉到了这一序列，画面中心附近的小行星Didymos在夜空中移动。该序列被加速约900倍。科学家们利用这一观测结果和7月份的其他观测结果，来确认Dimorphos的轨道和 DART 撞击时的预期位置。 影像来源：Lowell Observatory/N. Moskovitz “一年中的这个时候要获得这些观测结果非常棘手的”莫斯科维茨说。“在北半球，夜晚很短，亚利桑那州正处于季风季节。在南半球，冬季风暴的威胁迫在眉睫。事实上，就在观测活动结束后，一场暴风雪袭击了智利，促使人们从SOAR所在的山区撤离。望远镜随后关闭了近十天。“我们要求进行六个半夜的观测，有些人预计其中一半会因天气而无法观测，但我们只损失了一个晚上。我们真的很幸运。” 总之，该团队能够从数据中提取11个新的相互事件的时间。通过研究这些亮度变化，科学家们能够准确地确定Dimorphos绕较大的小行星运行所需的时间，从而预测Dimorphos在特定时刻的位置，包括DART撞击时的位置。结果与之前的计算一致。 莫斯科维茨说：“我们现在非常有信心，我们对该小行星系统已经得到了很好的了解，而且我们已经准备好了解撞击小行星后会发生什么。” 这项观察活动不仅使团队能够确认撞击时的Dimorphos轨道周期和预期位置，而且还允许团队成员改进他们将用来确定DART是否成功改变Dimorphos撞击后轨道的过程，以及改变了多少。 今年10月，该团队将再次使用世界各地的地面望远镜寻找相互事件，并计算Dimorphos的新轨道，预计较小的小行星绕Didymos轨道运行的时间将缩短几分钟。这些观测结果也将有助于约束世界各地科学家提出的关于Dimorphos轨道动力学和两颗小行星自转的理论。 作为NASA行星任务计划办公室的一个项目，约翰霍普金斯大学应用物理实验室为NASA行星防御协调办公室管理DART任务。DART是世界上第一个行星防御测试任务，有意对Dimorphos进行动能撞击，以略微改变其在太空中的运动。虽然这两颗小行星都不会对地球构成威胁，但DART任务将证明，航天器可以自主导航到相对较小的目标小行星上的动能碰撞，而且如果发现小行星与地球相撞，这是一种可行的技术，可以使小行星偏离碰撞轨道。DART将于2022年9月26日达到目标。 有关DART任务的更多信息，请访问： https://www.nasa.gov/dartmission 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/dart-team-confirms-orbit-of-targeted-asteroid
DART用它唯一的“眼睛”从太空传回了第一幅图像
在从加利福尼亚范登堡太空部队基地发射仅仅两周后，NASA的双小行星重定向测试（DART）航天器已经睁开“眼睛”并从太空返回了它的第一张图像——这是航天器和DART团队在操作上的一个重要里程碑。 12月7日，在打开望远镜成像仪的圆形门后，NASA的DART拍摄到了这张在英仙座、白羊座和金牛座交点附近的大约十二颗恒星的图像。 影像来源：NASA/Johns Hopkins APL 12月10日，DART的DRACO相机捕捉并传回了这张这张梅西耶38或海星星团中恒星的图像，它距离我们大约 4,200 光年。 影像来源：NASA/Johns Hopkins APL 在发射时的剧烈震动和太空中极端温度降至零下80摄氏度之后，位于马里兰州劳雷尔市的约翰·霍普金斯应用物理实验室任务指挥中心的科学家和工程师们都屏住了呼吸。由于该航天器的望远镜仪器的组件对小到百万分之五米的运动非常敏感，因此仪器中任何微小的移动都可能导致非常严重的后果。 12月7日，星期二，航天器打开了覆盖其DRACO望远镜相机光圈的圆形门，让所有人高兴的是，它传回了其周围环境的第一张图像。这张照片拍摄于距离地球约200万英里（11光秒）的地方，从天文学角度来说，非常近。照片显示了大约12颗恒星，在黑色的太空背景下，它们晶莹剔透，锐利无比，靠近英仙座、白羊座和金牛座的交点。 12月7日星期二，太空船突然打开了覆盖在DRACO望远镜相机孔径上的圆形门，让所有人高兴的是，它传回了它周围环境的第一张图像。这张照片距离地球约200万英里（11光秒），从天文学角度来说非常近。在英仙座、白羊座和金牛座的交点，这张照片该图像显示了大约十二颗恒星，在黑色的太空背景下，它们如水晶般清晰锐利。 位于加利福尼亚州的美国宇航局喷气推进实验室的DART导航团队利用图像中的恒星精确确定了DRACO的方位，首次测量了相机相对于航天器的指向。有了这些测量数据，DART 团队可以准确地移动航天器，将 DRACO 指向感兴趣的物体，比如梅西耶38（M38），也被称为海星星团，这是DART在12月10日拍摄的另一张图像。该星团位于御夫座，距离地球约4,200光年。有意拍摄像M38这样多颗恒星的图像有助于团队描述图像中的光学缺陷，并校准物体的绝对亮度——当DRACO开始为航天器的目的地——双星小行星系统Didymos成像时，所有这些都是精确测量的重要细节。 DRACO（Didymos侦察和小行星光学导航相机的简称）是一款高分辨率相机，其灵感来源于NASA新视野号航天器上的成像仪，该成像仪返回了冥王星系统和柯伊伯带天体阿罗科斯的首张特写图像。作为DART的唯一仪器，DRACO将拍摄小行星Didymos及其小卫星Dimorphos的图像，并支持航天器的自动导航系统，将DART引导到达其最终的动能撞击。 DART由约翰·霍普金斯APL为NASA行星防御协调办公室开发和管理。DART是世界上第一个行星防御试验任务，它有意对Dimorphos进行动能撞击，以稍微改变其在太空中的运动。虽然这两颗小行星都不会对地球构成威胁，但DART任务将证明航天器可以自主导航到相对较小的目标小行星上进行动能碰撞，如果发现了真正危险的小行星，这是一种可行的技术，可以将其偏转。DART将于2022年9月26日达到目标。 有关DART任务的更多信息，请访问: https://www.nasa.gov/dartmission 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/with-its-single-eye-nasa-s-dart-returns-first-images-from-space