美国宇航局探测器将访问阿波菲斯,这颗曾经是对地球最具威胁的小行星

在2023年将地外样本送回地球后,OSIRIS-REx 将开始一项扩展任务,前往一颗可能威胁地球行星的太空岩石

Artist concept of spacecraft

OSIRIS-REx 在小行星贝努上的艺术家概念图,贝努是太阳系黎明时期的遗迹,可能蕴藏着生命起源的线索。

一切都始于 2004 年 6 月的一个深夜,一个小白点游进了亚利桑那州山区的基特峰国家天文台的光学视野中。天文学家法布里齐奥·伯纳迪和他的两位同事将这个点标记为一颗可能新发现的小行星,并很快确认了它的太空岩石身份。这颗小行星最初被命名为 2004 MN4,它很有趣但并不引人注目——一个宽度为几百米(现在估计为 340 米)的物体,距离地球约 1.7 亿公里。“在当时,它并没有特别有趣,”现在就职于意大利太空软件公司 SpaceDyS 的伯纳迪说。

然而,六个月后,对该物体轨道的初步评估震惊了世界。美国宇航局加利福尼亚州喷气推进实验室 (JPL) 的分析表明,这颗小行星有 37 分之一,即 2.7% 的几率在 2029 年撞击地球。这是有记录以来发现的体型相当大的小行星撞击地球的最高概率,而且这个物体足够大,其撞击可能会摧毁整个区域。“这是迄今为止发现的最危险的小行星,”伯纳迪回忆说。“人们都很害怕。”这颗小行星后来被命名为阿波菲斯,以埃及的毁灭之神命名。

令世界欣慰的是,对阿波菲斯轨道的进一步改进排除了它在未来 一个世纪内撞击地球的可能性。然而,这颗小行星仍然会在 2029 年非常接近我们,届时它将从距离地球仅 32,000 公里的地方掠过,低于地球静止卫星的轨道。“这是一次非同寻常的相遇,”JPL 近地天体研究中心的达维德·法诺基亚说。这种大小的物体只有“每几千年”才会如此接近地球一次。阿波菲斯将在 2029 年 4 月 13 日穿过我们的天空时像一颗卫星一样明亮,欧洲、非洲、澳大利亚和南美洲部分地区的数十亿肉眼观测者都可以看到它——世界各地的天文学家将在其相遇前后密切关注它。当被问及有多少观星者会关注这次非凡的相遇时,JPL 的玛丽娜·布罗佐维奇的回答很简单:“所有人。”


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阿波菲斯的近距离接近可能会提供比天体奇观更多的东西。科学家们热切地提出了可能的任务,以便在 2029 年前后与其会合。现在至少有一位来自我们星球的访客已被确认:美国宇航局的 OSIRIS-REx 探测器,最初于 2016 年发射,执行一项 从另一颗小行星贝努采集样本并将其带回地球的任务。OSIRIS-REx 目前正从其与贝努的成功相遇中返回地球,并计划在 2023 年 9 月投放其宝贵的样本。然而,该探测器将继续在太空中飞行,这促使美国宇航局 批准了一项 2 亿美元的延期任务。OSIRIS-REx 现在将与阿波菲斯会合,在此过程中成为 OSIRIS-APEX(OSIRIS-阿波菲斯探测器)。“这真的很令人兴奋,”亚利桑那大学的丹妮拉·德拉吉斯蒂娜说,她将领导 OSIRIS-APEX 的调查。“这将是我们对阿波菲斯的理解向前迈出的重要一步。”

OSIRIS-APEX 将在小行星与地球近距离相遇几个月后靠近阿波菲斯,在 2029 年 8 月进入绕该天体轨道之前进行初步侦察。任务科学家将绘制表面地图,寻找阿波菲斯短暂地穿过我们星球引力束缚而引起的任何有趣的变化。“潮汐力可能会引起小规模滑坡,并暴露出一些新鲜物质,”亚利桑那大学的迈克·诺兰说,他是 OSIRIS-REx 科学团队的负责人。“它可能会被重塑。”

表面测绘只是该探测器在小行星附近 1.5 年逗留期间的任务之一;将该物体的轨道运动精确到米级精度是另一个重要目标。这将使研究人员能够计算出阿波菲斯未来轨迹的非常精确的值——从而计算出它未来对地球的威胁。“目前我们可以预测到 2116 年,”法诺基亚说。OSIRIS-APEX 的测量将大大扩展此类预测,但究竟能预测到多远的未来尚不清楚。部分不确定性是由于“雅科夫斯基效应”,即阳光不均匀加热的现象会改变小行星在太空中的轨迹。该探测器将测量阿波菲斯上的这种效应,以及小行星 2029 年与地球相遇引起的轨道速度和自转的任何变化。诺兰说,在每种情况下,探测器的测量都将使科学家“了解我们关于小行星如何对外力做出反应的想法是否正确”——这对于规划针对阿波菲斯和其他潜在威胁太空岩石的可能干预措施至关重要。

OSIRIS-APEX 可能不是唯一访问阿波菲斯的探测器,也不是唯一以行星防御为目的的任务。一个韩国团队也 提出了前往该小行星的计划,探测器将于 2027 年发射,并在 2029 年 1 月(在阿波菲斯飞掠地球之前)抵达,以便更好地观察结构变化。一些规模较小的探测器任务,例如 阿波菲斯探路者,也已被提出。布罗佐维奇说,也许甚至一些私人宇航员,乘坐 SpaceX 飞行器或其他飞行器,也可能会考虑飞往这颗小行星,用人眼观察它。“如果有一组宇航员进行飞掠,我不会感到惊讶,”她说。“你可能会有人去太空探险。”与此同时,美国宇航局正在研究如何通过其即将到来的 DART(双小行星重定向测试)任务在今年晚些时候偏转小行星,而中国希望在 2025 年左右通过一项 最近宣布的小行星偏转任务完成类似的壮举。“中国正在寻求发展其在该领域的能力,”密切关注中国太空计划的太空记者安德鲁·琼斯说。

在 OSIRIS-APEX 主要扩展任务结束时(目前定于 2030 年 10 月),探测器将接近阿波菲斯,并从几米外向表面发射推进器。其想法是掀起物质并观察地下,从而揭示更多关于小行星成分和结构的信息。该探测器还配备了一个可伸展的机械臂,用于从贝努采集样本,但任务规划人员表示,他们目前没有计划在阿波菲斯上操作该机械臂。德拉吉斯蒂娜说,如果美国宇航局欢迎在阿波菲斯进行最初 18 个月以上的进一步扩展任务,那么使用机械臂甚至让 OSIRIS-APEX 探测器降落在表面上充当跟踪信标可能会成为一个可行的“最终目标”。她补充说,可以想象,如果探测器保持健康,它甚至可以转移到另一颗小行星。

目前,阿波菲斯对地球没有直接威胁。但在 2029 年,它将在掠过我们的天空时短暂地发出警告——至少有一位好奇的观察者紧随其后。现在而不是以后(当情况可能更加紧急时)尽可能多地了解这个物体,可能是避免未来灾难的最佳希望。“阿波菲斯是我们担心的那种小行星的典型代表,”诺兰说。借助 OSIRIS-APEX 的帮助,我们可能已经为下一个做好准备。

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