APP 作者|周已皓
審核|丁乙
編輯|趙經(jīng)遠
2022年9月26日，一個來自遙遠地球的探測器——雙小行星重定向測試（Double Asteroid Redirection Test，DRAT）卯足了勁，以每小時約24000公里的速度，頂牛似的撞上了一顆名叫孿小星（Dimorphos）的小天體。在無聲的撞擊中，塵埃飛揚而起，孿小星稍稍偏離了原先的軌道。與此同時，天文學(xué)家使用各地的望遠鏡，嘗試捕捉這一細微的軌道變化（星明天文臺也與紫金山天文臺合作，參與了這一觀測活動）。幸運的是，他們成功了。觀測數(shù)據(jù)顯示，DART成功改變了孿小星的軌道，使其軌道周期縮短了約32分鐘，這是人類歷史上首次成功改變天體軌道的嘗試。孿小星直徑約160米，繞著另一顆直徑850米的小行星孿大星（Didymos）運行，是孿大星的衛(wèi)星。
DART釋放的立方星LICIACube在DART撞擊后拍攝的孿大星系統(tǒng)|圖源：NASA
但是關(guān)于這次撞擊仍然有許多謎題等待解答，科學(xué)家們需要更精確的數(shù)據(jù)來將這種“動能撞擊”方法轉(zhuǎn)化為一種可靠的行星防御技術(shù)，以避免大型小行星撞擊地球的厄運。DART 撞擊留下的隕石坑有多大？它的撞擊重塑了整個孿小星的表面嗎？孿小星的礦物組成、結(jié)構(gòu)和精確質(zhì)量是什么樣的？……諸如此類問題都需要另一個靠近孿小星的探測器來探明。
赫拉探測器由獵鷹九號發(fā)射|圖源：SpaceX
2024年10月7日，歐洲空間局（ESA）的赫拉小行星探測器（Hera Mission，后文使用簡稱“赫拉”）由SpaceX的獵鷹九號火箭發(fā)射升空，踏上了前往孿大星系統(tǒng)征途。它將測量孿小星的質(zhì)量和軌道變化，對DART撞擊區(qū)域及周圍地區(qū)進行詳細的勘探，以評估行星防御技術(shù)是否已經(jīng)達到“實戰(zhàn)”水平。與此同時，“赫拉”也將測試若干技術(shù)，如星際自主導(dǎo)航技術(shù)等。
在剛剛過去的2024年10月底至11月初，赫拉進行了首次深空機動，接下來它將于2025年3月飛掠火星，借助火星的引力加速前進。在這次飛掠期間，赫拉與火星的衛(wèi)星火衛(wèi)二的最小距離只有約300公里，這使其可以對這顆神秘的衛(wèi)星進行探測，同時對探測器上搭載的科學(xué)儀器進行測試，以確保它們在探測器到達最終目的地孿大星系統(tǒng)之后能穩(wěn)定運行。
赫拉小行星探測器任務(wù)概覽|圖源：ESA，譯：丁乙
赫拉將于2026年2月進行第二次深空機動，同年10月到12月的一系列交會機動將把赫拉帶到孿大星系統(tǒng)附近，并于2026年12月進入環(huán)繞孿大星的軌道。赫拉將在2027年開始對孿小星進行詳細地探測。
赫拉的結(jié)構(gòu)|圖源：wikipedia
為了全面表征孿小星的特征，赫拉搭載了5臺主要科學(xué)儀器，包括兩個用于可見光成像的小行星成像相機（AFC）、用于光譜成像的高光譜成像儀（HyperScout-H）、用于測量高度的行星高度計（PALT）、用于熱紅外成像的紅外成像儀（TIRI）以及用于測量小行星質(zhì)量、重力場和旋轉(zhuǎn)速度等特征的X波段無線電科學(xué)儀（X-DST）。
兩顆立方星將與赫拉協(xié)同探測|圖源：ESA
赫拉還攜帶了兩顆小型衛(wèi)星——朱文塔斯（Juventas）和米拉尼（Milani），它們都是6U立方星，質(zhì)量均為12千克。這兩顆立方星將在赫拉抵達目的地前釋放，并與赫拉協(xié)同工作。
朱文塔斯立方星工作想象圖|圖源：ESA
朱文塔斯立方星以羅馬神話中的青春女神[相當(dāng)于希臘神話中的赫柏（Hebe），她是天后赫拉的女兒]命名，它的主要目標(biāo)是確定孿小星的物理特征。它攜帶了世界上最小的星載雷達（JuRa），用于探測Dimorphos的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。朱文塔斯還配備了一臺名為GRASS的重力測量儀，用于測量小行星重力場的強度。此外，它還攜帶了一部相機、一個與赫拉通信的無線鏈路。該立方星最終將著陸在孿小星表面。
米拉尼立方星工作想象圖|圖源：ESA
米拉尼立方星以意大利天文學(xué)家安德烈·米拉尼[Andrea Milani，行星防御先驅(qū)，他提出了“唐吉珂德”任務(wù)（Don Quijote Mission），該任務(wù)后來發(fā)展成了DART和赫拉兩項行星防御任務(wù)]命名，它的主要任務(wù)是拍攝圖像，測量可能存在的塵埃特征。它配備了高光譜成像儀（ASPECT）和熱重分析儀（VISTA），用于獲取小行星表面的高分辨率光譜數(shù)據(jù)，并且對小行星進行彩色光譜成像，評估其表面成分和周圍塵埃環(huán)境。
在茫茫深空里，赫拉不是孤獨的探路者，它承載著人類的勇氣、智慧與好奇，前往一個曾經(jīng)被觸碰的天體，去揭示一次壯觀撞擊后的秘密，回答人類在面對宇宙威脅時的根本疑問：我們是否有能力守護自己的星球？
參考資料
(1)再訪被撞小行星,環(huán)球科學(xué),2023,(24):14-14.
(2)李虹琳,黨麗芳,美歐合作的近地小行星防御任務(wù)進展,空間碎片研究,2021,21(02):35-39.
(3)Hera，https://www.esa.int/Space_Safety/Hera
(4)Tyvak's Milani Satellite Passes Qualification and Acceptance Review for Hera Missionm,Wireless News,2024.
(5)Michel Patrick et al,The ESA Hera Mission: Detailed Characterization of the DART Impact Outcome and of the Binary Asteroid (65803) Didymos,The Planetary Science Journal,2022,3(7).
(6)Derek Sears et al,The Hera mission: multiple near-earth asteroid sample return,Advances in Space Research,2003,34(11).
(7)European Space Agency,Hera burns towards Mars,phys.org,https://phys.org/news/2024-11-hera-mars.html
有關(guān)赫拉小行星探測器的更多疑問，歡迎大家在評論區(qū)留言，小星會為你一一解答哦~
