DART使用木星和木卫二测试自主导航系统

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

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

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

NASA、SpaceX发射DART:首次保卫地球的测试任务

NASA、SpaceX发射DART:首次保卫地球的测试任务

影像来源:NASA 美国东部时间周三凌晨1点21分,NASA的双小行星重定向测试(DART)由SpaceX猎鹰9号火箭在加利福尼亚州范登堡太空基地东四号航天发射中心发射,这是世界上首个全面测试保护地球免受小行星或彗星威胁技术的任务。 DART只是NASA更大的行星防御战略的一部分,它由位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室(APL)建造和管理,DART将撞击一颗对地球没有威胁的已知小行星。它的目标是稍微改变该小行星的运动,其方式可以用地面望远镜准确测量。 DART将展示航天器可以自主导航到目标小行星并有意与其发生碰撞——一种称为动能撞击的偏转方法。该测试将提供重要数据,帮助更好地为可能对地球构成冲击危险的小行星做好准备。LICIACube是一颗由意大利航天局(ASI)提供的立方体卫星,与DART一起运行,将在DART撞击前发射,以捕捉撞击和由此产生的喷射物质云的图像。 在DART撞击大约四年后,欧洲航天局的Hera项目将对这两颗小行星进行详细的调查,特别关注DART撞击留下的陨石坑,并精确确定小行星Dimorphos的质量。 “DART正在把科幻小说变成科学事实,它证明了NASA为所有人的利益而进行的积极主动和创新。”NASA局长比尔·纳尔逊说。“除了NASA研究我们的宇宙和我们的地球的所有方法外,我们还致力于保护我们的家园,而这项测试将有助于证明一种可行的方法,如果发现有一颗危险的小行星朝向地球,可以保护我们的地球免受其害。” 凌晨2点17分,DART与火箭的二级分离。几分钟后,任务操作人员收到了第一个航天器遥测数据,并开始将航天器定向到一个安全的位置,以部署其太阳能电池阵列。大约两小时后,航天器成功地展开了它的两个28英尺长的太阳能电池阵列。它们将为航天器和NASA的进化型氙气推进器——商用离子发动机提供动力,这是正在DART上测试的若干技术之一,以便将来应用于太空任务。 “DART的核心是一项准备任务,它也是一项团结的任务。”位于华盛顿的NASA总部科学任务局副局长托马斯·左布臣说。“这项国际合作涉及DART、ASI的LICIACube、ESA的Hera调查和科学团队,它们将对这项开创性的太空任务采取后续行动。” DART的单程旅行是前往Didymos小行星系统,该系统包括一对小行星。DART的目标是小卫星Dimorphos,它的直径约为530英尺(160米)。这颗小卫星围绕着直径约为2560英尺(780米)的Didymos运行。 由于Dimorphos围绕Didymos运行的相对速度要比这对绕太阳运行的行星慢得多,因此在双星系统中DART的动力学影响比单个小行星围绕太阳运行轨道的变化更容易测量。 “我们还没有发现任何重大的小行星撞击地球的威胁,但我们继续寻找我们知道仍有相当大的群体有待发现。我们的目标是提前数年至数十年发现任何可能的撞击,这样就可以利用我们目前拥有的技术,像DART那样的能力来使它偏移。”NASA总部的行星防御官员林德利·约翰逊说。“DART是NASA工作的一个方面,目的是让地球做好准备,以防我们遇到小行星灾害。与此同时,我们正在准备近地物体测量任务,这是一个基于太空的红外望远镜,计划在本十年晚些时候发射,旨在加快我们发现和描述距离地球轨道3000万英里以内的潜在危险小行星和彗星的能力。” 该航天器将在2022年9月26日至10月1日之间拦截Didymos系统,故意以大约每秒4英里(每秒6公里)的速度撞向Dimorphos。科学家们估计,这种动力撞击将使Dimorphos围绕Didymos的轨道缩短几分钟。研究人员将使用地球上的望远镜精确测量这一变化。他们的结果将验证和改进科学的计算机模型,这些模型对于预测作为小行星偏转可靠方法的动力撞击的有效性至关重要。 “看到你在‘纸上的文字’阶段成为现实并发射到太空后所参与的事情,这是一种难以形容的感觉。”安迪·程说,他是约翰霍普金斯大学APL的DART调查负责人之一,也是提出DART想法的人。“这仅仅是第一幕的结束,DART的调查和工程团队在接下来的一年里还有很多工作要做,为主要的事件──DART对双态生物的动力学影响做准备。但今晚我们要庆祝!” DART的唯一仪器,Didymos侦察和小行星光学导航相机(DRACO),将在一周后启用,并提供航天器的第一批图像。DART在未来10个月内将继续在地球绕太阳运行的轨道之外运行,直到Didymos和Dimorphos离地球的距离为680万英里(1100万公里)。 一个复杂的制导、导航和控制系统,与称为小体机动自主实时导航(SMART Nav)的算法一起工作,将使DART航天器能够识别和区分这两颗小行星。然后,该系统会将航天器引导至 Dimorphos。这一过程将在撞击前大约一小时内发生。 约翰霍普金斯APL管理NASA行星防御协调办公室的DART任务,作为该机构行星任务计划办公室的一个项目。 NASA为该任务提供了多个中心的支持,包括南加州的喷气推进实验室、马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心、休斯顿的约翰逊航天中心、克利夫兰的格伦研究中心和弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心。此次发射由NASA的发射服务项目管理,该项目位于该机构位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心。SpaceX是DART任务的发射服务提供商。 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/press-release/nasa-spacex-launch-dart-first-test-mission-to-defend-planet-earth

DART抵达范登堡太空部队基地,发射前的最后一站

DART抵达范登堡太空部队基地,发射前的最后一站

在离开马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室(APL)仅两天后,NASA的双小行星重定向测试(DART)航天器就抵达了加利福尼亚——它在地球上的最后一站。 在约翰霍普金斯APL的一间洁净室里,DART航天器被转移到一个专门的运输集装箱中,穿运往加州隆波克附近的范登堡空军基地,DART计划在下个月底从那里发射。 影像来源:NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman DART被放在专门的集装箱中,被小心翼翼地捆绑在一辆半拖车的甲板上,在约翰霍普金斯应用物理实验室的一小群团队成员的跟随下,从马里兰州穿越美国来到加州的范登堡太空部队基地。他们于本月初抵达。 影像来源:NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman 当地时间10月2日星期六下午,卡车、航天器和一支由APL工程师和技术人员组成的小型车队驶入加利福尼亚州隆波克附近的范登堡空军基地。 “虽然只是几天的行程,但这是一个漫长的旅程。”来自APL的DART任务系统工程师埃琳娜·亚当斯(Elena Adams)说。“看到卡车安全抵达范登堡,DART开始为发射做最后的准备,我们都感到既兴奋又欣慰。” 在接下来的几周里,航天器将经历一系列最后的测试和检查,以及添加燃料,并为DART计划于11月下旬搭载SpaceX猎鹰9号火箭发射做准备。 9月中旬,航天器成功地通过了装运前检查,以确保每个部件已完成并准备装运。DART团队还成功地通过了飞行操作准备情况检查,以评估DART进入太空后启动航天器操作的准备情况。 “我们花了一年半的时间在地面上测试DART,为目前最令人期待的部分进行练习:它飞往迪莫佛斯。”亚当斯说。“我们还有一些任务演练要做,团队在加利福尼亚的范登堡和马里兰州的APL任务操作中心练习航天器发射操作。一旦完成,我们将准备好发射和操作。” DART将是世界上第一个测试行星防御技术的任务,演示小行星偏离轨道的缓解方法,称为动能撞击。DART将在一个双星系统中撞击环绕较大的伴星Didymos运行的小行星小卫星Dimorphos,以改变其轨道周期。尽管这两颗小行星都不会对地球构成威胁,但与Dimorphos的碰撞使研究人员能够演示偏转技术以及一些新技术,并收集重要的数据,以增强我们对小行星偏转的建模和预测能力。如果发现小行星对地球构成威胁,这些改进将帮助我们更好地做好准备。 DART由NASA行星防御协调办公室领导,隶属于约翰霍普金斯应用物理实验室,并作为马歇尔太空飞行中心行星任务项目办公室的一个项目进行管理,并得到NASA其他几个中心的支持:喷气推进实验室、戈达德太空飞行中心、约翰逊太空中心、格伦研究中心和兰利研究中心。 如欲了解更多关于DART任务的信息,请访问: https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart和dart.jhuapl.edu 如欲了解更多关于NASA行星防御协调办公室的信息,请访问: https://www.nasa.gov/planetarydefense 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/dart-arrives-at-vandenberg-space-force-base-its-final-stop-before-launch

DART展翅高飞:航天器集成了创新的太阳能电池阵列技术和相机

DART展翅高飞:航天器集成了创新的太阳能电池阵列技术和相机

DART坐落在一个高高的无尘室中间的支架上,开始看起来像一个无畏的航天器,它将在明年秋天直接前往一颗小行星。随着其紧凑的推出式太阳能阵列(ROSA)盘绕在航天器两侧的两个金色圆柱体中,以及其不太显眼但仍然完整的成像器——用于光学导航的Didymos侦察和小行星相机(DRACO)安全地藏在其面板下,该航天器已接近完全组装完成。 这种现有技术和新技术的混合,其中一些技术将首次展示,将见证DART完成其10个月的小行星目标之旅。 最近安装的推出式太阳能阵列(ROSA)和用于光学导航的Didymos侦察和小行星相机(DRACO)是两项关键技术,它们将使DART航天器能够在太空中导航并有效到达Didymos小行星系统。 影像来源:NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman 美国宇航局的DART,即双小行星重定向测试,是一个精心策划的演示,将有助于确定动能撞击器技术(以每小时约15,000英里的速度将航天器直接飞向太阳系的一个小天体,并打算改变其路线)能否作为一种可靠的小行星偏移方法,以防此类危险降临地球。NASA一直在监测天空,并且已经确定了近40%的尺寸大于140米(459英尺)的潜在危险小行星,这些小行星都不会撞击我们的星球,包括为首次偏转测试选择的双星系统. 但为了证明我们的星球可以预料到意想不到的情况,DART 任务将着手推动小行星并安全地改变其在太空中的运动。在过去的两年里,用于这项任务的航天器已经在马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯应用物理实验室(APL)开发和建造。领导NASA这项任务的APL现在正在对航天器进行收尾工作。 最近安装的ROSA和DRACO是两项关键技术,将使航天器能够在太空中航行并到达Didymos小行星系统。灵活和可卷曲的模块化“翅膀”尽管体积巨大,但比传统的太阳能电池阵列更轻、更紧凑、更坚固;在太空中,每个阵列将慢慢展开,达到28英尺长——大约相当于一辆公共汽车的大小。该技术于2017年首次在国际空间站(ISS)上成功测试,并于今年 6 月安装了更新版本,供国际空间站全天候使用。DART将成为首个使用这种新型阵列的航天器,为它们在未来任务中的使用铺平道路。Redwire公司在其位于加州戈莱塔的工厂开发了这项技术,并于5月向APL交付了ROSA,并在随后的几周内与APL团队密切合作,将它们仔细安装到航天器上。 虽然DRACO并不是全新的(它的灵感来自于新视野号的LORRI相机),但这个升级的成像器将是航天器上的唯一仪器。与自主导航软件SMART Nav(小天体机动自主实时导航)相结合,它将在帮助DART在太空中导航和识别正确的小行星目标方面发挥关键作用。 灵活且可卷曲的“翅膀”比传统的太阳能电池阵列更轻、更紧凑,尽管它们的尺寸巨大;在太空中,每个阵列将慢慢展开,达到28英尺长,大约相当于一辆公共汽车的大小。 影像来源:NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman “传统的导航技术只能将DART送到目标小行星9英里以内的某个地方,” DRACO首席工程师、APL的Zach Fletcher(扎克·弗莱彻)说,“为了实现我们的任务目标,我们需要通过机载光学导航消除其余的误差。DRACO开始向DART的机载自主导航系统提供图像,距离目标5万多英里,即撞击前4小时,这是DART实现对Dimorphos的动力学影响的关键。” DRACO传回的目标小行星Dimorphos的图像,包括它在小行星上的撞击地点的最后一秒的一瞥,将对分析DART测试的结果和了解小行星是如何受到影响至关重要。 在过去几个月里,DART经历了一系列的环境测试和分析,最后的部件开始组装。同样地,SMART导航软件也经历了相当多的测试,因此该团队可以在DART与Dimorphos相撞前的最后几个小时放心地放弃对DART的控制。在DRACO和ROSA的参与下,DART航天器在7月下旬完成了振动测试,以确保所有硬件都是安全的,并为发射做好了准备。 由意大利航天局提供的用于小行星成像的轻型意大利立方体卫星,即(Light Italian cube satellite for Imaging of asteroid,简称LICIACube),将是在今年10月运送到发射地点之前搭载DART的最后组件之一。LICIACube将在DART撞击前大约五天部署,并捕捉航天器最后时刻的图像,以及由此产生的喷射羽流和DRACO永远不会看到的小行星的背面。 “DART是一支敬业的团队和合作伙伴多年工作的成果,他们克服了独特的挑战,在技术开发和行星防御方面都取得了第一,”在安装过程中领导该团队的DART机械工程师贝特西·康登(Betsy Congdon)说。“随着DRACO和ROSA这两项关键技术的成功安装和测试,我们非常有信心DART已准备好在运送到发射场之前完成其最终系统测试和审查。” 今年11月,该航天器将由SpaceX公司的猎鹰9号火箭从加利福尼亚州隆波克附近的范登堡太空部队基地发射。在2022年秋天,DART将把目光投向Dimorphos,这是一颗围绕较大的Didymos小行星运行的较小的卫星。它与Dimorphos的碰撞将使小卫星围绕主体的轨道速度改变几分钟。尽管撞击时小行星距离地球约680万英里,但地面望远镜仍能看到小行星系统,科学家将利用这些望远镜确定轨道周期的确切变化。 DART由NASA行星防御协调办公室指导,并得到NASA几个中心的支持:喷气推进实验室、戈达德太空飞行中心、约翰逊太空中心、格伦研究中心和兰利研究中心。 如欲了解有关DART任务的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart 和 dart.jhuapl.edu 如欲了解更多关于NASA行星防御协调办公室的信息,请访问: https://www.nasa.gov/planetarydefense 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/dart-gets-its-wings-spacecraft-integrated-with-innovative-solar-array-technology-and-camera

NASA的第一个行星防御任务目标有了新名字

NASA的第一个行星防御任务目标有了新名字

美国宇航局的第一个行星防御任务目标有了一个新名字 大约在二十年前,一个近地小行星被发现有一颗卫星,该双星系统被命名为“ Didymos”(希腊语,意为“双胞胎”),它是对较大的主体和较小的绕行卫星的一个松散的描述, 非正式地称为DidymosB。 NASA的DART航天器和意大利航天局(ASI)的LICIACube撞击Didymos双星系统之前的示意图。 来源:NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben 2022年,该卫星将成为NASA的“双小行星重定向测试”(DART)的目标,该测试是用于行星防御的小行星偏转技术的首次全面演示。 DART航天器将执行动能冲击,故意撞向小行星以改变其在太空中的运动。 为了纪念这一历史性任务,Didymos B获得了自己的正式名称:Dimorphos。 “小行星一旦被发现,就会有一个临时名字,直到我们充分了解它们的轨道,知道它们不会消失。一旦Didymos系统被确认为DART最理想的目标任务,我们就需要正式区分主体和卫星。”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究天文学家和DART研究联合负责人Andy Rivkin说,她正在建设和管理NASA的任务。 全球努力 捍卫我们的星球免受潜在危险的小行星的袭击需要全球的努力,命名小行星的卫星也是如此。 2003年,捷克捷克翁德茹夫天文台的天文学家Petr Pravec追踪到一个仍未命名的小行星的亮度,当时他发现了与小卫星一致的模式。在全球范围内,位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室的行星科学家Lance Benner,以及当时在波多黎各阿雷西博天文台的Mike Nolan收集了确凿的证据。总之,这些发现表明了双星小行星的存在。 这颗近地小行星最初是由亚利桑那大学太空观察项目的Joe Montani在1996年发现的,但它的轨道需要确定后才能命名。在Pravec、Benner、Nolan和其他天文学家的支持下,Montani向国际天文学联合会(IAU)提出了“Didymos”的建议,很快得到了批准。 在Didymos B被确定为DART的目标后,APL的任务负责人鼓励发现者为该系统的月球提出一个单独的名字。在权衡了多种可能性之后,他们最终采纳了塞萨洛尼基亚里斯多德大学行星科学家、DART团队成员Kleomenis Tsiganis的建议。本周,IAU宣布正式批准了这个名字。 “Dimorphos,意思是‘两种形式’,反映了这个天体的状态,它是第一个被人类(在这种情况下,是由于DART的撞击)改变轨道‘形式’的天体。”Tsiganis说,“因此,它将成为人类第一个通过两种截然不同的形式认识的物体,一种是DART在撞击前看到的,另一种是几年后欧洲航天局的Hera看到的。” 直径为160米(525英尺)的Dimorphos是DART测试的理想目标,因为它围绕较大的主体Didymos(直径780米,或0.48英里)运行,而且在2022年底,这颗双星与地球的距离相对较近。 “天文学家将能够通过来自地球望远镜的观测结果比较DART撞击前后的动力学影响,以确定Dimorphos的轨道周期发生了多少变化。”美国宇航局总部DART计划科学家Tom Statler说,“这是一项关键的测量,它将告诉我们小行星小行星如何回应我们的偏转工作。” 国际合作 DCIA对Dimorphos的影响也将由LICIACube记录在太空中,LICIACube是意大利航天局提供的一颗立方体卫星,它将在DART上继续飞行并通过DART部署。在DART撞击几年后,ESA的Hera任务将对Didymos和Dimorphos进行进一步调查。 DART和Hera任务小组正在通过名为小行星撞击和变形评估(AIDA)的国际合作进行合作。 “DART是测试小行星危险偏转方法的第一步,”NASA总部DART项目主管安德里亚·莱利说,“潜在的危险小行星是全球关注的问题,我们很高兴能与意大利和欧洲的同事合作,从这次动能撞击偏转实验中收集尽可能准确的数据。” DART是NASA行星防御协调办公室开发的第一个任务,也是NASA更广泛行星防御计划的一部分。2016年,美国宇航局成立了行星防御协调办公室(PDCO),领导美国政府探测和警告潜在危险的小行星和彗星,并研究在可能的情况下减轻危害的方法。 从Didymos B到Dimorphos,这是一个适合于小行星的名字,它将同时充当测试目标和将来保护地球的蓝图的双重角色。 如欲了解更多关于NASA行星防御协调办公室的信息,请访问: https://www.nasa.gov/planetarydefense

NASA将于2022年首次展示行星撞击防御技术

NASA将于2022年首次展示行星撞击防御技术

“双小行星重定向测试”(The Double Asteroid Redirection Test, DART)是美国国家航空航天局(NASA)首次演示行星防御技术的首次任务,它将有机会击中其目标—双小行星系统(Didymos)中的小卫星。这颗小行星对地球没有威胁,是一个理想的测试目标,因为在双星系统中,测量较小的小行星围绕较大的小行星运行轨道的变化,要比观察小行星围绕太阳运行轨道的变化容易得多。包括马里兰州劳雷尔市的约翰•霍普金斯应用物理实验室和全国其他地方的研究工作都正在紧锣密鼓地开展工作,计划于2021年启动该项任务,并试图完成迄今为止只在科幻电影中出现过的壮举。 Didymos双小行星系统观测 为了将DART航天器导航到其预定目标—一个由小卫星(Didymos B)围绕相对较大天体(Didymos A)组成的双小行星系统,科学家需要了解该双小行星系统的行为方式。自2015年以来,科学家们一直在努力从地球上观测Didymos。如今,一项由DART观测工作组组长、美国北亚利桑那大学的Cristina Thomas协调开展的国际观测活动,正在利用遍布全球的强有力的望远镜进行关键观测,以了解DART到达目标之前双小行星系统的状态。这些观测结果将有助于研究人员更好地了解DART在2022年9月撞击其目标Didymos B时产生的影响程度。 最近的一次观测活动发生在智利北部的塞罗帕拉纳尔,那里的科学家们使用欧洲南方天文台(European Southern Observatory)运行的超大望远镜(Very Large Telescope,VLT)观测Didymos。超大望远镜包括四个望远镜,每个望远镜的镜面长达8.2米,其中两种被用于此次观测。 [rml_read_more] 参与观测的DART调查团队的联合负责人、来自APL的Andy Rivkin表示,“Didymos系统因为太小太远只能被看成一个光点,但我们可以通过测量该光点的亮度得到我们所需要的数据,其亮度会随着Didymos A自转和Didymos B公转而发生改变。我们认为,最明亮的亮度变化表明较小的卫星Didymos B经过Didymos A前方或隐藏在其后方。这些观测结果将有助于科学家确定Didymos B相对Didymos A的位置,并预示DART撞击的准确时间,以最大限度地减小偏差。 调查组将于2020年末至2021年春季再次观测Didymos。最后的地面观测将在航天器向小行星飞行时以及撞击发生后进行。 Didymos B的组成和结构非常关键 望远镜观测是理解Didymos的关键,但不足以完全了解Didymos。 DART撞击模拟工作组负责人、来自APL的Angela Stickle 表示,“尽管我们正在进行地面观测,但我们对Didymos B的物质组成和结构知之甚少。我们需要预料到各种可能性,并对其结果进行预测。这样一来,在DART撞击Didymos B之后,我们就能够知道测量结果告诉了我们什么。” 对于方程式而言,结构至关重要,行星物质组成和结构亦是如此,不同的结构意味着不同的数据意义。在Didymos中,研究人员不确定DART是否会撞击由固体岩石、松散碎石或更类似沙子的“更软”物质组成的小行星。较软的表面会吸收更多DART的力量,可能不会像击中相对较硬的表面那样使撞击目标剧烈推动,这样就削弱了预期效果。 2014年起,劳伦斯利弗莫尔国家实验室和DART团队合作进行了大量的建模和仿真模拟工作,以帮助研究人员预测DART的目标在撞击后会发生什么。通过不同的仿真模拟,他们已将各种不同因素纳入考虑:包括DART撞击产生的额外动力以及由此产生的从陨石坑中喷射出来的碎片等,这些仿真模拟有助于研究团队形成对DART撞击影响做出预期。 匆匆看一眼Didymos 归功于DART上搭载的DRACO成像仪和意大利航天局的一颗搭载CubeSat的LICIACube卫星,研究人员最终将有能力近距离观察Didymos小行星系统,尽管观测时间很短。 该鞋盒大小的LICIACube将在撞击发生前释放,记录DART的撞击及其影响。该卫星最近通过了初步设计审查,并已进入下一阶段的发展。 用于作战导航的 “双子星”侦察和小行星摄像机 (DRACO)是DART上唯一的机载仪器, 主要用作DART的光学导航系统,捕捉相关图像以帮助航天器抵达目标。 DARCO会将其所拍摄图像输入到APL开发的小型自主实时智能导航(SMART Nav)算法中,该系统将在飞船撞击前最后几小时前,自动且精确地将DART引导到Didymos B。智能导航正准备在模拟航天器的航空电子设备上接受一系列的测试。 为正式任务使用时的成功操作做好准备,这也会提高工程师在实战中的信心。 成功在即 虽然到目前为止,DART的大部分工作都是建模和仿真模拟,但航天器的许多零件已经开始成形。DART的全尺寸模型现在用作电缆和连接器组装的占位符,最终将构成线束。该任务已经签署了几个飞行硬件组件的制造合同,特别是航天器的太阳能电池阵列以及无线电和电源系统的电子设备也已经通过了关键的设计审查阶段。 通过最近的一次设计变更, DART除了能利用电力推进系统之外,也能依靠小型肼推进器完成其使命。NASA研发的进化氙推进器商用(NEXT-C)离子引擎,将推动主要发射窗口于2021年7月启动,缩短任务飞行时间。APL的DART项目经理Ed Reynolds表示,“DART只有一次机会完成任务,因此各项举措需为DART提供更多的参考,以确保它一击即中。 NASA最近选择SpaceX猎鹰9号执行DART发射任务。请点击NASA官网阅读更多相关信息 参考: [1]https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart/ [2]https://solarsystem.nasa.gov/news/929/nasas-first-planetary-defense-technology-demonstration-to-collide-with-asteroid-in-2022/

NASA计划开展行星防御任务

NASA计划开展行星防御任务

近期,NASA计划将一艘小型飞行器直接发射到小行星上,他们已选定SpaceX作为合作伙伴,由后者发射其“双小行星重定向测试”(Double Asteroid Redirection Test, DART)探测器任务。按照计划,该探测器将于2021年6月发射。 这项开创性的任务旨在通过让探测器高速撞向小行星,从而使其偏离轨道。2021年,DART探测器将搭载猎鹰9号从加州范登堡空军基地发射升空,预计将于2022年10月抵达距离地球1100万公里的双星小行星Didymos。 NASA在4月12日公布,他们已选择SpaceX为即将到来的DART任务提供发射服务。这标志着马斯克在短短几天内又取得了一项成就。就在此前一天,SpaceX第二次成功发射猎鹰重型火箭,完成了这枚巨型火箭的首次商业任务。 [rml_read_more] DART任务的成功取决于所谓的“动力撞击器”,即长2.4米的航天器,它带有太阳能电力推进装置。DART任务的目标是近地双星小行星Didymos,其宽度约800米。 这对双星小行星中的一个天体是一颗卫星,其宽度只有150米。NASA称,这是“更加典型的小行星体积,可能对地球构成更常见的威胁”。 “DART探测器将借助机载摄像机和先进的自主导航软件,以约每秒6公里的速度撞向这颗小卫星,从而实现动力撞击,”NASA称,“这次碰撞将使小卫星在围绕主天体运行轨道上的速度改变百分之零点几,足以用地球上的望远镜测量。”截至目前,包括发射服务在内的成本预估为6900万美元。 如何阻止小行星撞向地球? 如果现在有一颗小行星正面朝向地球飞来,以NASA目前的能力无法使其偏离轨道,但他们能尽可能地减轻撞击,并采取保护生命和财产的措施,包括疏散受灾地区和转移关键的基础设施。 了解小行星的运行轨迹、大小、形状、质量、物质组成等将有助于科学家确定可能撞击事件的严重程度。当然,减轻损害的关键是尽早发现潜在威胁。 NASA目前同时在开展一项通过探测器阻止小行星与地球相撞的任务,该探测器只有冰箱大小。计划于2024年对一颗体积较小且不具威胁性的小行星进行测试。这是用于行星防御的小行星偏转技术的首次演示。 双星小行星重定向测试(DART)将使用一种称为动力撞击器的技术,即撞击小行星以改变其轨道。这次撞击只能在很小的幅度改变小行星总速度,但如果在预测撞击之前做好充足准备,那么随着时间的推移,这一微小的推力将会使小行星显著偏离地球的轨道。