大約6600萬(wàn)年前，一顆直徑約10公里的小行星撞向地球，終結(jié)了恐龍長(zhǎng)達(dá)1.6億年的統(tǒng)治，也讓人類(lèi)深刻認(rèn)識(shí)到近地天體撞擊的毀滅性力量。

所以，當(dāng)我們面對(duì)這樣災(zāi)難級(jí)的撞擊威脅時(shí)要怎么辦呢？

2022年9月的時(shí)候，一場(chǎng)顛覆性的宇宙實(shí)驗(yàn)：NASA的雙小行星重定向測(cè)試（DART）航天器，以每秒6.6公里的速度撞向了一顆小行星-迪莫弗斯，以實(shí)驗(yàn)人類(lèi)是否有能力可以改變小行星的軌道。

2026年3月6日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》的研究給出最終結(jié)果：那次撞擊不僅大幅改變了迪莫弗斯圍繞主星的互繞軌道，還改變了迪迪莫斯-迪莫弗斯雙星系統(tǒng)繞太陽(yáng)的整個(gè)軌道。

這一成就標(biāo)志著人類(lèi)首次直接改變了自然天體繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道。

重定向測(cè)試（DART）任務(wù)

在太陽(yáng)系中，每天都有數(shù)十噸宇宙塵埃和微小顆粒墜入地球大氣層，直徑小于5米的小行星每年都會(huì)闖入地球大氣，而更大尺寸的近地天體，始終是懸在地球頭頂?shù)臐撛谕{。

想要規(guī)避小行星撞擊風(fēng)險(xiǎn)，需要完成三大核心目標(biāo)：發(fā)現(xiàn)并編目有潛在威脅的小行星、精準(zhǔn)評(píng)估其撞擊風(fēng)險(xiǎn)、掌握有效的軌道偏轉(zhuǎn)技術(shù)。

DART任務(wù)正是為了驗(yàn)證第三項(xiàng)核心能力而生。

任務(wù)選定的目標(biāo)，是迪迪莫斯-迪莫弗斯雙小行星系統(tǒng)：主星迪迪莫斯直徑約780米，伴星迪莫弗斯直徑僅160米，二者受引力束縛圍繞共同質(zhì)心運(yùn)行，其軌道特征清晰可測(cè)，是驗(yàn)證動(dòng)能撞擊技術(shù)的理想樣本。

撞擊發(fā)生后，科研團(tuán)隊(duì)最先確認(rèn)了任務(wù)的核心目標(biāo)達(dá)成：迪莫弗斯圍繞迪迪莫斯的軌道周期縮短了33分鐘，遠(yuǎn)超此前預(yù)估的7分鐘，直觀(guān)證明了動(dòng)能撞擊對(duì)小行星軌道的改變能力。

但對(duì)于行星防御而言，真正決定一顆小行星是否會(huì)撞擊地球的，從來(lái)不是它在雙星系統(tǒng)內(nèi)的互繞軌道，而是它圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的日心軌道。

繞日軌道的改變

這也是此次研究的核心突破點(diǎn)：科研團(tuán)隊(duì)首次精準(zhǔn)測(cè)量到DART撞擊，不僅改變了雙星的內(nèi)部軌道，更讓整個(gè)雙星系統(tǒng)的日心軌道發(fā)生了可量化的偏轉(zhuǎn)。

這種偏轉(zhuǎn)的核心原理源于撞擊產(chǎn)生的噴射物效應(yīng)。

當(dāng)DART撞向迪莫弗斯時(shí)，除了航天器本身的動(dòng)能傳遞，撞擊還激起了大量小行星表面物質(zhì)，形成了高速?lài)娚涞挠鹆?/strong>。

其中一部分噴射物不僅掙脫了迪莫弗斯的引力，更徹底逃離了整個(gè)雙星系統(tǒng)的引力束縛，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，這些逃逸物質(zhì)會(huì)給整個(gè)雙星系統(tǒng)的質(zhì)心帶來(lái)反向的動(dòng)量沖量，最終改變了系統(tǒng)繞太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡。

為了捕捉這一極其微小的軌道變化，科研團(tuán)隊(duì)整合了2022年10月至2025年3月的海量高精度觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括22次能實(shí)現(xiàn)毫角秒級(jí)天體測(cè)量精度的恒星掩星觀(guān)測(cè)、5955組地面天體位置測(cè)量數(shù)據(jù)、9次地面雷達(dá)測(cè)距數(shù)據(jù)，以及DART航天器的3次光學(xué)導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

通過(guò)兩套獨(dú)立的軌道計(jì)算軟件進(jìn)行交叉驗(yàn)證。

最終得出精準(zhǔn)結(jié)果：撞擊讓雙星系統(tǒng)的沿軌速度出現(xiàn)了-11.7±1.3微米/秒的變化，也就是繞太陽(yáng)的運(yùn)行速度每秒減慢了約11.7微米，這一檢測(cè)結(jié)果的顯著性接近9σ，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具備極高的可靠性。

這個(gè)看似微不足道的速度變化，在宇宙尺度中卻有著決定性的意義。

按此速度計(jì)算，十年間該系統(tǒng)的位置偏移量將累積至約3.7公里，而在行星防御常用的數(shù)十年預(yù)警時(shí)間尺度里，這樣的微小偏轉(zhuǎn)足以讓原本直奔地球的小行星，徹底避開(kāi)與地球的碰撞。

同時(shí)研究團(tuán)隊(duì)還測(cè)算出，此次撞擊的日心動(dòng)量增強(qiáng)因子為2.0±0.3，這意味著航天器本身的撞擊，和逃逸噴射物帶來(lái)的動(dòng)量傳遞，對(duì)系統(tǒng)軌道偏轉(zhuǎn)的貢獻(xiàn)幾乎各占一半，這一關(guān)鍵參數(shù)為后續(xù)小行星偏轉(zhuǎn)任務(wù)的設(shè)計(jì)提供了核心依據(jù)。

除此之外，研究還首次精準(zhǔn)測(cè)定了兩顆小行星的物理參數(shù)：主星迪迪莫斯的體密度為2600±140千克/立方米，伴星迪莫弗斯僅為1540±220千克/立方米，后者的低密度特征，印證了它由迪迪莫斯自轉(zhuǎn)加速脫落的物質(zhì)吸積形成的主流假說(shuō)，也解釋了此前相關(guān)參數(shù)測(cè)算的偏差來(lái)源。

同時(shí)測(cè)算結(jié)果顯示，迪莫弗斯的質(zhì)量?jī)H為迪迪莫斯的約1/200，這也與雙星系統(tǒng)的普遍特征高度契合。

里程碑的意義

這項(xiàng)研究的里程碑意義，不僅在于人類(lèi)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)自然天體日心軌道的主動(dòng)改變，更在于它驗(yàn)證了一項(xiàng)全新的行星防御策略：針對(duì)雙星小行星系統(tǒng)中的伴星進(jìn)行動(dòng)能撞擊，能夠有效偏轉(zhuǎn)整個(gè)系統(tǒng)的日心軌道。

而在已知的近地小行星中，約15%為雙星或多星系統(tǒng)，這一發(fā)現(xiàn)極大地拓寬了人類(lèi)行星防御的適用場(chǎng)景。

未來(lái)，歐洲航天局的赫拉號(hào)探測(cè)器將奔赴迪迪莫斯系統(tǒng)，對(duì)撞擊坑、小行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分布進(jìn)行精細(xì)化探測(cè)，進(jìn)一步完善動(dòng)能撞擊的理論模型。

而DART任務(wù)的這一全新成果，已經(jīng)讓人類(lèi)在應(yīng)對(duì)小行星撞擊威脅的道路上，完成了從“被動(dòng)監(jiān)測(cè)”到“主動(dòng)防御”的關(guān)鍵跨越。