“赫拉”升空，对人类首次小行星防御撞击试验进行评估

北京时间10月8日06:52，SpaceX 猎鹰9号运载火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空，将欧洲航天局小型探测器“赫拉”（Hera）送入太空。“赫拉”是欧洲航天局空间安全计划的重要一环，它将飞行约2年，前往双小行星狄迪莫斯（65803 Didymos），评估2022年美国航天局“飞镖”任务（DART）的撞击效果。

2年前的撞击试验

狄迪莫斯是个双小行星系统，大的一颗叫狄迪莫斯（Didymos），直径约780米，小的一颗叫狄莫弗斯（Dimorphos），直径约160米，它们的中文名分别是孪大星和孪小星。二者相距仅1.2千米，每11小时55分钟绕行一圈。DART任务全称为双小行星撞击转向试验（Double Asteroid Redirection Test），任务目标是利用一个500公斤的卫星高速撞击狄莫弗斯，使其轨道发生偏转，从而测试我们是否有能力通过提前撞击来消除小行星的威胁。2022年9月27日，DART正中靶心，成功实现人类首次主动出击的小行星防御试验。地面望远镜观测发现，这次撞击使狄莫弗斯的轨道周期缩短了近33分钟，撞击效果十分明显。

撞击试验的评估专家

事实上，美国航天局从一开始就和欧洲航天局展开这项小行星防御测试任务，与 DART 配套的欧洲航天器就叫“小行星撞击任务” AIM（Asteroid Impact Mission）。它们共同组成一个完整的任务，叫小行星撞击和偏转评估（Asteroid Impact and Deflection Assessment），缩写 AIDA，音译过来就是“阿依达”。（是不是让你想到了威尔第的那部著名歌剧？）从这名字就能看得很清楚，这个大项目应当由两个主要部分组成：撞击和评估。美国航天局派航天器撞击，欧洲航天局派航天器评估。不过后来由于经费原因，AIM项目被取消，2018年重新立项，用一颗更小的卫星来代替，名字也变更为“赫拉”（Hera）。经过这么一折腾，以及新冠疫情的影响，导致“赫拉”没能及时发射，第一时间评估“飞镖”的撞击效果。

即便如此，近距离观察和评估撞击效果仍然十分重要，因为还有许多情况我们并不了解。例如：DART 撞击留下的陨石坑有多大？狄莫弗斯的结构有多松散？是否整个小行星都产生了重塑？狄莫弗斯的成分是什么？撞击产生的碎片影响范围有多大？很显然，这些问题对人类未来有效预防小行星撞击具有重要意义。

为此，主体长宽高仅 1.6 米，质量仅 350 公斤的 “赫拉”携带有取景相机（AFC）、高光谱成像仪（HyperScout-H）、高度计（PALT）、热红外成像仪（TIRI）、X波段无线电测量仪（X-DST）等多台科学载荷。有意思的是，它还携带了两个6单元立方星，一个叫朱文塔斯（Juventas），一个叫米兰尼（Milani）。我们知道赫拉是希腊神话中的天后，天神宙斯的老婆和姐姐。而朱文塔斯是青春女神赫柏（Hebe）的罗马名，宙斯和赫拉的女儿。这颗立方星将携带一台相机、一台重力仪、一台X波段无线电设备，以及世界上最小的星载雷达（JuRa）。另一颗卫星则是为了纪念比萨大学数学教授安德鲁·米兰尼（Andrea Milani），他领导创造了第一个自动计算未来小行星撞击地球可能性的系统，并推动设计了 DART/Hera 任务的雏形，2018年11月意外病故。米兰尼小卫星将对小行星进行彩色光谱成像，评估周围尘埃环境等。

飞行2年实地考察

不过，作为一项深空探测任务，“赫拉”面临的难度也是显而易见的。首先，虽然狄莫弗斯距离地球不是很远，但要准确地跟上小行星的节奏，又要节省燃料，工程师为“赫拉”设计了一条飞越火星的轨道。它将从火星与火卫之间穿过，顺道看一眼火卫二。其次，到达狄迪莫斯和狄莫弗斯附近时，“赫拉”很有可能遭遇2022年那次撞击所造成的尘埃碎屑云，究竟情况如何还​存在很大未知。第三，两颗小卫星都将尝试环绕狄莫弗斯飞行，最终还将尝试着陆。狄莫弗斯是人类深空探测所访问的最小天体，其相对快速的自转、微弱且不均匀的引力场都将成为它们面前的巨大考验。

参考资料：

[1] Planetary defence mission Hera heading for deflected asteroid (https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Planetary_defence_mission_Hera_heading_for_deflected_asteroid)
[2] MEDIA BRIEFING NOTES (https://esamultimedia.esa.int/docs/spacesafety/MediaKit_Hera.pdf)