DART 用飛鏢撞偏小行星:人類第一次嘗試保衛地球的實驗成功了嗎?

DART 用飛鏢撞偏小行星:人類第一次嘗試保衛地球的實驗成功了嗎?

DART 用飛鏢撞偏小行星:人類第一次嘗試保衛地球的實驗成功了嗎?

為何我們要擔心小行星?

約在6500萬年前,一顆直徑約10–15公里的天體撞上地球,造成恐龍與大量物種滅絕。時至今日,小行星仍然是潛在威脅——已知可能與地球相交的天體超過2000顆,而且還有未被發現的對象。即使是直徑50公尺的小行星,若掉在台北市,也足以一次摧毀整個城市。了解威脅、提早發現與準備,就是降低風險的關鍵。

撞擊會造成多大破壞?

破壞力主要看小行星尺寸與撞擊速度。小而快的天體也能造成驚人破壞:恐龍滅絕的是十公里等級的大天體;像貝努(Bennu)這種直徑約半公里的天體,從現在到2300年發生撞擊的機率估計約0.057%,最接近地球的時間點推測在2182年。機率雖然低,但影響巨大,因此不能掉以輕心。

小行星軌道難以精準預測的原因

小行星受力來源不只來自重力,還有一些看似微小但長期累積後會改變軌道的作用力。例如陽光照射會加熱小行星表面,冷卻時又以不對稱方式放出熱輻射,長時間下來會像被輕微推了一把,造成軌道微幅改變(科學上稱為雅可夫斯基效應)。這些小推力會增加軌道預測的不確定性,因此「早發現、長期追蹤」非常重要。

DART 是什麼?用撞的能改變軌道嗎?

DART(Double Asteroid Redirection Test)直譯為雙小行星改道測試,是人類第一次嘗試用「動能撞擊」改變天體運動。它的做法像一支飛鏢(DART = 飛鏢):讓太空船以極高速度撞上目標,嘗試改變目標的軌道。實驗目的不是直接保護地球,而是測試方法的可行性與效果。

為何選擇撞迪莫弗斯(Dimorphos)?一個生活化的類比

這次的目標是兩顆成雙的小行星:主體迪迪莫斯(Didymos)與環繞它的小衛星迪莫弗斯(直徑約150公尺)。為何不直接撞大顆的迪迪莫斯?可以用下面類比想像:如果一艘快艇在水面高速航行,即便用子彈射中,也難以察覺速度或方向的改變;但如果是一艘在平靜水面慢慢漂浮的小船,子彈一擊就容易看出晃動或位移。迪莫弗斯相對於迪迪莫斯速度緩慢,撞擊後的改變較易觀察,因此適合做實驗。

撞擊發生時我們看到了什麼?

DART 以每秒約6.1公里的速度撞向迪莫弗斯,並在撞擊前釋放了名為LICIACube的立方衛星,負責拍攝撞擊前後的近距離影像。撞擊瞬間揚起大量塵埃,地面望遠鏡與哈伯、韋伯等太空望遠鏡都觀測到亮度大幅提升。最後確認結果:迪莫弗斯繞行迪迪莫斯一圈的週期明顯縮短,實際減少的時間約32分鐘,遠好過原先保守估計的僅減73秒。

成功了,代表我們有把握了嗎?

雖然實驗結果超乎預期,這只是第一步。要注意幾個要點:一,迪莫弗斯尺寸並不大,撞擊帶來的速度變化屬於非常小的等級,NASA估計減速量約在時速0.01到0.1公里之間(換句話說,改變非常微小)。二,即便這樣的改變對這顆小衛星已足以觀測,但若面對真正威脅地球的大型天體,可能需要更大的能量、不同的方法或更早的干預時間。按照估算,假設迪莫弗斯在靜止狀態被撞擊,要移動一個地球直徑的距離,可能需要超過50年。

下一步:偵測、追蹤與更多防護工具

行星防禦不是只靠撞擊一招就能搞定。完整策略包括:早期發現(例如大型巡天計畫)、精準追蹤與軌道預測(像探測器造訪並測量小行星的任務)、以及多種偏轉技術的研究(動能撞擊、重力拖曳、甚至更複雜的方法)。DART 是重要的技術驗證,顯示動能撞擊確實能改變軌道,但要把整套系統做好,還需要更多的演練與投資。

結語:DART 的意義與我們能做的事

DART 給了人類一個好消息:我們已能在太空中主動對一顆天體施加影響,並能觀測到可量化的變化。這是從科幻走向現實的重要一步。然而,面對潛在的全球威脅,最穩妥的態度仍是持續投資早期偵測、國際合作與多種防禦技術的研發。平時關心科學新聞、支持科學教育與天文觀測,也是每個人能做的小事。

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