去年，美国宇航局的 DART(双小行星重定向测试)任务与目标小行星 Dimorphos 相撞，获得了成功。这次努力的目的是看看它是否可以改变小行星的方向，自撞击以来，天文学家一直在测量和计算对目标的影响。令人难以置信的是，以6公里/秒的速度行驶的580公斤的航天器能够向这颗50亿公斤的小行星传递巨大的动能。
DART 任务由 NASA 于 2021 年启动，旨在测试我们偏转小行星的能力。通过将航天器撞向 Didymos 双星系统中较小的小行星，DART 旨在证明动能撞击器在改变小行星轨道方面的有效性。这次任务标志着行星防御的关键一步，展示了有一天可以保护我们免受潜在小行星撞击的技术。
对撞击的研究表明，利用动力撞击方法来偏转小行星是一种可行的方法。地球观测表明，Dimorphos 围绕其母小行星 Didymos 的轨道缩短了约 33 分钟。然而，研究人员仍然不确定航天器撞击对小行星的总体“影响”。此外，为了能够了解撞击产生的力矩传递效率(称为贝塔系数)，必须知道小行星质量的精确测量。这要靠赫拉使命来实现。
该图显示了欧空局的赫拉航天器及其位于双星小行星迪迪莫斯的两个立方体卫星。图片来源：欧洲航天局
Hera 是欧洲航天局的一项任务，将于 2024 年 10 月发射，并于 2026 年抵达。其目的是在 DART 撞击后调查 Didymos 双小行星系统。赫拉将准确测量质量，但也会尝试测量喷射到太空的物质的反冲力。我们已经从意大利 LICIACube 获得了一些信息，詹姆斯·韦伯和哈勃的图像显示了一股碎片延伸到太空 10,000 公里。
在我们等待 Hera 抵达的同时，研究团队一直在使用伯尔尼平滑粒子流体动力学冲击代码 (SPH) 模拟 DART 冲击。它是由伯尔尼大学开发的，旨在模拟岩石体因碰撞而破裂的情况。这是一个令人着迷的工具，可以将碰撞体转化为数百万个单独的粒子，这些粒子的行为受物理定律的影响。但这不仅仅是一个异想天开的游戏，该软件已经被用来重现日本隼鸟二号航天器与小行星龙宫的撞击。
模拟非常及时，大约需要一周半的时间来运行模拟。总的来说，尽管处理速度很慢，但仍运行了大约 250 次模拟。模拟中使用了已知的小行星参数，而其他参数则在信息未知的情况下发生变化。然后，研究小组研究了哪个结果最符合观察结果。
对 Dimorphos 进行这些模拟后发现，这颗小行星主要是由弱引力场而不是一般内聚力结合在一起的一堆脆弱的碎石。要理解内聚力，请想象一下“倒”的一堆沙子或面粉之间的区别。面粉将形成较高的圆锥形状(高粘性)，而沙子将形成较平坦的堆(低粘性)。据信，撞击地点会形成一个陨石坑，但陨石坑可能已经长大，包围了小行星的很大一部分，而低重力和粘性可能重塑了小行星的形状。