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中国航空报讯：北京时间2022年9月27日上午7时14分 ， 由美国航空航天局（NASA）行星防御协调办公室主管、约翰·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）负责研制的“双星重定向试验”（DART）飞行器以6千米/秒的速度成功撞击了近地双星系统“迪迪莫斯”中较小的天体“迪莫菲斯” 。 由DART飞行器在撞击前15天放飞的伴飞器“小行星成像轻型意大利立方星”（LICIACube）全程观察了撞击过程 。
2015年NASA与欧洲航天局（ESA）开始合作开展“小行星撞击与偏转评估”（AIDA）项目 ， 其中包含2个子项目 ， 分别为美国负责的DART撞击器任务和欧洲负责的环绕器任务 。 环绕器任务由欧洲航天局负责研制的“赫拉”项目承担 ， 计划于2024年发射 ， 2026年飞抵“迪莫菲斯” 。
NASA DART任务简介
NASA在2017年6月批准霍普金斯大学应用物理实验室由DART撞击器的概念设计转入初始设计 ， 2018年8月进入最终设计和总装阶段 ， 2019年4月选中太空探索技术公司（SpaceX）“猎鹰”9火箭作为发射载具 。 DART撞击器为低成本小卫星 ， 重610千克（分离LICIACube立方星后重570千克） ， 长1.9米 ， 宽1.8米 ， 高2.6米 。 DART撞击器携带2面各长8.5米的柔性太阳帆板 ， 并装有化学和离子两种推进系统 。 其中 ， 负责DART撞击器进行空间机动的化学推进器装有50千克肼推进剂 。 离子推进器为氙离子商用推进器 ， 由NASA格伦研究中心和洛克达因公司合作研制 ， 推力235毫牛 ， 装有60千克工质 。 DART撞击器已于2021年11月23日由“猎鹰”9火箭发射升空 。
DART撞击器的主要载荷是“迪迪莫斯侦察与光学导航小行星相机”（DRACO） ， 口径208毫米 ， 视场0.29度 。 这是DART撞击器的主要制导装置 ， 依靠霍普金斯大学应用物理实验室开发的“小天体自主机动实时导航”（SMART Nav）光学制导算法进行自主导引 。 据NASA介绍 ， DART项目团队使用了实验室数十年积累的“导弹制导算法”开发SMART Nav 。 凭借该算法 ， DART撞击器既可分辨“迪迪莫斯”和“迪莫菲斯” ， 又可测量“迪莫菲斯”的尺寸和外形 ， 还可确定撞击点和地质背景 。 DRACO相机已在2021年12月7日开机 ， 已对各恒星与行星系统成像数十万张 。
按计划 ， 相机将在撞击前30天对“迪迪莫斯”双星系统成像 。 在撞击时 ， 该相机将在实验室研制的“核心小型航电套装”（CORESAT）计算机的辅助下 ， 以每秒1图的速度 ， 通过“径向线槽阵列”（RLSA）天线向地球发送实时撞击图像 。
DART撞击器的次要载荷是由意大利航天局和亚果科技公司研制的伴飞器“小行星成像轻型意大利立方星”（LICIACube） 。 该伴飞器为6U平台纳卫星 ， 主要载荷为2台相机 。 其中 ， “LICIACube小行星探索成像”LEIA（莱娅 ， 意为《星球大战》电影女主角）相机为窄视场全色相机 ， 用于远距离获取高分辨率图像 。 “LICIACube单位关键探索”LUKE（卢克 ， 意为《星球大战》电影男主角）相机为宽视场RGB相机 ， 用于对小行星环境进行彩色成像分析 。 LICIACube立方星将在撞击后3分钟飞跃“迪莫菲斯” ， 主要承担4项任务 ， 一是观察DART撞击器对“迪莫菲斯”的撞击过程 ， 二是研究撞击产生的行星物质羽流 ， 三是测量撞击坑的尺寸和形态 ， 四是观察行星未遭撞击的半球 。 按计划 ， LICIACube立方星已于9月11日从DART撞击器上放飞 ， 并在9月21日和22日分别使用“莱娅”和“卢克”相机对地球和昴星团进行了成像 。
DART任务的主要撞击目标是近地天体双星系统“迪迪莫斯”中较小的天体“迪莫菲斯” 。 该双星系统由主星“迪迪莫斯”和伴星“迪莫菲斯”构成 。 其中 ， “迪迪莫斯”直径约780米 ， “迪莫菲斯”直径约160米 。 撞击前 ， “迪莫菲斯”绕飞“迪迪莫斯”的轨道周期为11小时55分钟 ， 两星距离约1.18千米 。 据NASA介绍 ， “迪莫菲斯”的质量未被直接测算 ， 但根据体积估算 ， 约为5百万吨 。 2022年7月 ， NASA确定了“迪迪莫斯”双星系统的轨道 ， 为撞击做好了准备 。 7月27日 ， DRACO相机捕获“迪迪莫斯”双星系统 。 DART任务在北京时间9月27日撞击“迪莫菲斯”时 ， 该双星系统距地球约1100万千米 ， 是有利于地面观察撞击结果的最近距离 。
【美DART飞行器撞击小行星并成功改变小行星运动轨迹】在撞击时 ， DART撞击器将逆“迪莫菲斯”的运行轨道 ， 以6.1千米/秒速度和570千克质量迎头撞击该星 。 之后 ， 位于美国亚利桑那州的洛厄尔天文望远镜等14家观测单位密切关注“迪莫菲斯”轨道的速度变化 ， 主要方式是测量该星绕行主星“迪迪莫斯”前后的时间差 。 根据DART项目团队2021年8月25日发表在《行星科学期刊》的《“双星重定向试验”（DART）：行星防御调研和要求》论文 ， 该双星系统的轨道周期改变值若大于73秒 ， 则试验宣告成功 。
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