双小行星重定向测试(DART)如何命中靶心

任何玩过飞镖的人都知道击中靶心需要一些技巧。你必须考虑到飞镖的轨迹，速度，距离，以及任何可能阻止飞镖飞行的异常情况。现在想象一下，如果飞镖有公共汽车那么大，靶心在700万英里之外，而且还在移动。

2021年11月24日，美国宇航局和约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)进行了这一尝试，10个月后的2022年9月26日，他们击中了靶心。双小行星重定向测试(DART)是美国宇航局和APL之间的一个联合项目，该项目发射了一艘宇宙飞船，以大约每小时14000英里(22530公里)的速度在太空中飞驰，撞击了一颗直径约为525英尺(160米)的小行星。

DART通常被称为地球的第一个行星防御测试任务，旨在测试动能撞击理论，以确定是否有可能改变Didymos(一个伪稳定的二元小行星系统)周围Dimorphos的轨道周期。这是什么意思?一个稍微简化但不完美的解释是，二模二卫是一颗绕较大的二模二卫“运行”的小卫星。目的是确定是否有可能以最微小的幅度改变双翅虫的速度。在小行星撞击地球的事件中，这个轻推可能意味着直接撞击和侥幸脱险之间的区别。

美国宇航局局长比尔·纳尔逊在一份声明中说:“DART正在把科幻小说变成科学事实，这证明了美国宇航局的主动性和创新精神，造福于所有人。新闻稿。“除了NASA研究我们的宇宙和我们的家园的所有方法之外，我们还在努力保护这个家园，如果发现有一颗危险的小行星朝地球飞来，这项测试将有助于证明一种保护我们的星球免受危险小行星撞击的可行方法。”

需要明确的是:在DART与Dimorphos的受控碰撞之前或之后，Dimorphos和Didymos都没有对地球造成任何危害。

在DART撞击之前，Dimorphos花了11小时55分钟绕其较大的母小行星Didymos运行。自从DART在9月26日故意与Dimorphos相撞以来，天文学家一直在使用地球上的望远镜来测量时间的变化程度。现在，调查小组已经证实，飞船的撞击使Dimorphos围绕Didymos的轨道改变了32分钟，将轨道缩短到11小时23分钟。这种测量的不确定度范围大约是正负两分钟。

“DART为我们提供了一些关于小行星特性和动能撞击器作为行星防御技术的有效性的有趣数据，”来自马里兰州劳雷尔APL的DART协调负责人南希·查伯特(Nancy Chabot)说新闻稿。“DART团队正在继续研究这个丰富的数据集，以充分了解小行星偏转的第一次行星防御测试。”

通过模拟获得信心

约翰霍普金斯APL执行的早期任务规划广泛依赖Ansys Systems Tool Kit (STK)。DART到双小行星系统的轨迹的制定主要是使用STK来规划的，在整个任务规划过程中，团队继续使用STK来可视化相关向量和姿态。在关键的回转和机动过程中，当检查太阳相对于卫星的位置时，热团队对STK的完整任务环境表示赞赏。

从发射到撞击，STK也被用于DART任务操作中心(MOC)。3D图形、精确的物理轨迹和六自由度卫星模拟使操作团队能够可视化DART轨迹和航天器的姿态。STK还帮助团队可视化了卫星使用其机载自动控制系统导航到小行星系统时所执行的推进器脉冲。

太空之眼

有些人可能忽略了这个任务的一个方面，即DART航天器使用其成像仪- Didymos侦察和小行星光学导航相机(DRACO)直播了这一事件的镜头。

作为这次任务的一部分，意大利立方体卫星licicube监测了这次碰撞，并将在接下来的几天、几周和几个月里发回图像。

詹姆斯·韦伯太空望远镜，另一个令人难以置信的壮举依靠Ansys解决方案美国和哈勃太空望远镜也能够从远处观察到，通过广泛的波长阵列捕捉到碰撞，这提供了撞击比预期大得多的第一个迹象。

了解更多关于Ansys的信息华体会体育APP在线下载数字任务工程应用程序。