出品/星动无极
11月5日,欧洲空间局公布行星防御任务Hera的首张近距离图像。图像由探测器搭载的小行星定框架相机在距Didymos约60公里处拍摄,为单色成像。画面中,直径780米的主星Didymos清晰可辨,环绕它运行的151米小行星Dimorphos大部分处于阴影中。欧洲空间局计划11月25日公布两颗小行星的详细图像。
这张图像的价值在于视角。2022年9月26日,美国宇航局的双小行星重定向测试航天器DART以约每秒6.1公里的速度撞击Dimorphos,撞击前最后影像由DART相机拍摄,覆盖的是小行星的一面。Hera这次拍到的是此前从未被近距离拍摄的另一面。Hera首席研究员帕特里克·米歇尔在声明中说,这是DART相机从未展示过的一面,像在看一个全新的世界。
新的一面上有发现,也有待验证的推断。研究团队确认,此前观测到的赤道中脊在这一面同样存在,说明这条隆起带环绕整个星体,与隼鸟二号探访的龙宫、OSIRIS-REx探访的贝努等陀螺形小行星的形态一致。与旧面孔不同的是,这一面分布着密集的砾石与陨石坑,密度超出预期。Hera任务科学家米夏埃尔·屈佩尔斯提出一种可能:DART撞击时从Dimorphos抛出的碎屑跨越约1公里的间距落到Didymos表面,部分地貌可能由这些搬运物质塑造。欧洲空间局明确说明,这是供科学团队检验的假设,图像本身不能证明这些坑洼是撞击前就有还是撞击所致。
DART撞击的实测结果超出预测:Dimorphos绕Didymos的轨道周期缩短了33分钟,误差正负1分钟,比此前预测的幅度大。欧洲空间局将Dimorphos称为太阳系中第一个轨道被人类活动可测量改变的天体。撞击释放的碎屑羽流估计延展上万公里,双星系统绕太阳运行的轨道甚至出现了轻微改变。DART验证了动能撞击器可以改变小行星轨道,但要把这个方法变成可复用的防御技术,需要弄清推力为什么这么大,这正是Hera的任务:近距离勘察撞击坑的形状、尺寸,测定Dimorphos的质量、表面特征与内部结构。
Hera探测器2024年发射,经过两年飞行抵达目标,目前双星系统距地球约1.968亿公里。探测器主体为1.6米见方的立方构型,太阳能翼展开后跨度11.5米,携带12台仪器。任务团队把这次勘察称为对撞击现场的现场调查,观测按阶段推进,10月18日相机首次把双星分辨为两个独立目标,此后观测距离逐步缩短,最终将进入1英里以内。探测器还携带两颗立方星:Juventas将执行首次小行星内部结构雷达探测,Milani负责小行星尘埃的光谱测量,两颗立方星在勘察末期将着陆Dimorphos,Hera本身也可能在任务末期尝试接触Didymos。
抛射物假设有先期的观测与建模支撑。DART撞击后,哈勃空间望远镜确认至少37块1至6.7米的砾石被抛出Dimorphos表面;2025年发表于预印本平台的一项研究对抛射物轨迹建模,发现绝大多数抛射物会再撞击Dimorphos本身或Didymos,单块砾石在Didymos上留下的陨石坑直径估计在0.2至2.9米之间。这次图像里看到的密集砾石与坑洼,为这套模型提供了第一个近距离检验样本,结论要等11月25日的详细图像与后续测绘。
对行星防御这门学科来说,DART完成了动手的部分,Hera负责回答为什么动手有效。11月25日的详细图像是第一份近距离答卷,之后的撞击坑测绘与内部结构数据,会决定动能撞击技术的后续迭代方向,包括针对不同尺寸与结构小行星的撞击策略。Hera任务经理伊恩·卡内利在图像公布时的表态是,这是整个Hera团队多年投入换来的时刻,而这段旅程才刚刚开始。按欧洲空间局公布的排期,撞击坑测绘、质量测定与内部结构数据将在未来数月内分批发布,届时以实际公布结果为准。图像本身只覆盖了单色相机的一个视角,Dimorphos受撞击的那一面在首图里大部分处于阴影,撞击坑的形态要等光照条件合适时的后续拍摄。科学团队计划以不同相位角反复成像,把两颗小行星的完整表面拼成覆盖图,这项工作会持续到近距离勘察阶段结束,距离最终将缩短到一英里以内,两个立方星随后释放参与测绘,雷达与光谱数据会和主相机影像合并成整套勘察档案。

