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今（2022）年9月26日，人類第一次證明了我們可以改變一塊巨大岩石在太空中的飛行路徑——美國國家航空暨太空總署（NASA）的雙小行星改道測試（Double Asteroid Redirection Test, DART）任務結果比預期更好，所發射的太空探測器成功撞擊到一顆小行星，並改變了它在太空中的軌道。

迪迪莫斯（Didymos）和迪莫弗斯（Dimorphos）是一對雙小行星系統，迪莫弗斯為迪迪莫斯的伴星。本次 DART任務成功推動了迪莫弗斯，使它更靠近迪迪莫斯。據NASA當局在任務前的估計，DART任務預計會 使迪莫弗斯在軌道上的運行時間縮短約10∼15分鐘；而在10月11日的新聞發布會上，NASA進一步證實了DART 實際上將迪莫弗斯的軌道運行時間縮短了約32分鐘。

儘管這兩顆小行星目前對地球都不構成威脅，但透過這一次的試驗任務，證實了人類可以改變太空岩石的運行軌道，未來我們也能依循此模式撞擊其他令人擔憂的小行星，使它們遠離地球。NASA局長尼爾森（Bill Nelson）表示：「這是行星防禦的分水嶺，也是人類的 分水嶺。」 雖然這類在太空中漂泊的天體撞擊地球並造成重大生命損失的風險很小，但也並非完全不可能發生。每隔 幾個世紀到幾千年，一些相對來說較大的太空岩石就會撞擊一次地球，因此我們必須認真對待這類可能引發巨大災難性後果的事件。

追蹤DART任務的成效

要確認DART任務是否成功，有賴於世界各地的六臺望遠鏡。雖然地面上的光學望遠鏡難以分辨出距離地球數百萬公里遠、且直徑只有幾百公尺的迪迪莫斯和迪莫弗斯——它們會被視作同一個點，但它可以透過測量迪莫弗斯運行於迪迪莫斯前方或後方所造成的亮度 改變，觀察並比較在太空探測器碰撞迪莫弗斯前、後的軌道運行時間，量化出DART任務對它們的影響。與光學望遠鏡不同，雷達觀測可以將這兩顆小行星識別為不同的物體，讓科學家可以查看它們的各自位置，並估計迪莫弗斯在迪迪莫斯周圍的軌道週期。像是位 於美國加州歐文堡（Fort Irwin）的戈德斯通天文臺 （Goldstone Observatory）與西維吉尼亞州的綠堤天文臺（Green Bank Observatory）就分別將他們的雷達天線對準了這對小行星。它們的觀測結果也一致認為由於此次的撞擊，使迪莫弗斯離迪迪莫斯更近了數十公 尺，軌道週期也縮短至大約11小時23分鐘。

研究人員認為這次的試驗之所以能成功，是因為迪莫 弗斯的結構比較像是一塊鬆散的岩石，而不是一個難 以偏轉的固體。此外，軌道週期發生劇烈變化的另一 個原因則是由於DART太空探測器撞擊時有大量碎片從 小行星中射出，形成了一條長達數千公里的尾巴，這 些後座力可能加劇了DART太空探測器衝擊時對迪莫弗 斯的影響。

科學家們將在未來幾個月間持續觀察這對小行星，希望能更加了解迪莫弗斯的新軌道形狀，以及藉由這次的撞擊是否會對這顆小行星造成不穩定的影響。義大利太空總署（Italian Space Agency）尾隨DART太空探測器的小型探測器LICIACube提供的影像顯示，在 DART太空探測器射入迪莫弗斯後噴出了一股巨大的煙火狀煙流。岩石和其他碎片雲迅速膨脹，就像是一團巨大的煙霧。透過分析迪莫弗斯噴射出的碎片有哪些物理特性，包含碎片如何形成與分散、DART太空探測器提供多少動能使迪莫弗斯噴出碎片，又有多少能量被用於改變迪莫弗斯的軌道。

未來的地球保護計畫

自1994年開始，美國國會（United States Congress）指示NASA開始尋找具有潛在威脅；且寬至少有一公里的小行星，該項任務於2010年完成。而目前NASA的科學家們也正在世界各地使用望遠鏡尋找至少140公尺寬的小型太空岩石（迪莫弗斯的直徑約170公尺），到目前為止已發現近三萬個。為了觀察這次的撞擊成果，歐洲太空總署（European Space Agency, ESA）規劃於2024年10月發射的赫拉任務（Hera mission），預計將在2026年抵達迪莫弗斯，針對DART太空探測器碰撞後留下的隕石坑以及迪莫弗斯的質量進行精確的測量。儘管耗資3.3億美元的 DART任務取得了成功，但研究人員表示要保護地球免於撞擊仍需做更多的準備，唯有了解太空中具有潛在威脅的岩石位置和性質，才能有足夠的時間採取行動並達成目標。

新聞來源
1. Rao, R. (2022, October 11). Smashing Success: Humanity Has Diverted an Asteroid for the First Time. Nature. https://www.nature.com/articles/ d41586-022-03255-w
2. Witze, A. (2022, September 27). Fresh Images Reveal Fireworks When NASA Spacecraft Ploughed into Asteroid. Nature. https://www.nature. com/articles/d41586-022-03067-y
3. NASA Confirms DART Mission Impact Changed Asteroid’s Motion in Space. (2022, October 12). NASA. https://reurl.cc/0XVMnK