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科学

Hera任务:ESA在DART目标小行星的发现

发布于 阅读约 2 分钟
一艘带两片太阳能翼的箱形航天器,靠近一颗形如陀螺的大型小行星和一颗小卫星,示意ESA的Hera抵达Didymos

简而言之

截至2026年11月13日,欧洲航天局(ESA)称,其Hera探测器已抵达Didymos-Dimorphos双小行星,正在30-25 km外对其进行观测,研究NASA 2022年DART撞击留下的后果;ESA计划于11月25日公布两颗小行星的详细图像 [1][2][3]。

要点

  1. Hera是ESA的首个行星防御任务;ESA在2025年预计它将于2026年11月抵达Didymos双小行星系统,比最初计划提前一个月,并于2026年11月11日报告Hera已抵达 [2][4]。
  2. ESA于2026年11月11日宣布,它已在30-25 km外开始“早期特征描述阶段” [2]。
  3. Hera正在研究NASA的DART撞击在2022年对小卫星Dimorphos造成的影响 [1][2]。
  4. NASA在2022年确认,DART使Dimorphos绕Didymos的公转轨道缩短了32分钟(ESA现称约33分钟),远超73秒的成功基准 [1][5]。
  5. Hera携带科学仪器和两颗立方星Milani和Juventas,它们将勘测Dimorphos并尝试着陆 [2][3][4]。
  6. 两颗小行星的详细图像将于2026年11月25日公布 [1]。
本页内容 12 个部分
  1. Hera任务是什么?
  2. Hera何时抵达Didymos?
  3. NASA的DART任务对小行星做了什么?
  4. Hera目前看到了什么?
  5. Hera如何同时绕两颗小行星飞行?
  6. Milani和Juventas立方星是什么?
  7. Hera任务为何重要?
  8. Hera接下来会怎样?
  9. 常见错误
  10. 常见问题
  11. 术语表
  12. 来源

Hera任务是什么?

Hera是欧洲航天局首个专门针对行星防御的任务,旨在研究Didymos双小行星系统 [2][4]。它于2024年10月7日发射 [4]。这是一艘约小汽车大小的航天器,携带科学仪器和两颗立方星 [2][3][4]。

它的目标是一对天体:主小行星Didymos,直径约780米,以及它的小卫星Dimorphos,直径约151米 [2]。NASA的DART航天器于2022年有意撞向的就是Dimorphos,这是首次偏转小行星的试验 [2][5]。

Hera的任务是后续调查。ESA称之为“撞击现场调查”:Hera将使用多种仪器详细测量DART撞击对Dimorphos造成了什么,并最终释放立方星进行更近距离的观察和着陆尝试 [1][2]。任务科学家迈克尔·屈佩尔斯(Michael Kueppers)表示,这些图像“将首次揭示,一颗遭受过超高速撞击的小行星整体是什么样子” [2]。

更广泛的目标是让小行星偏转从一次性演示变成可靠且被充分理解的技术 [4]。

Hera何时抵达Didymos?

ESA于2026年11月11日宣布,Hera已抵达Didymos系统,时间落在ESA 2025年设定的月份,比最初计划提前一个月 [2][4]。11月11日的公告称,航天器位于距双小行星系统30-25 km处,开始其早期特征描述阶段 [2];ESA的页面没有给出确切的抵达日期。

提前抵达源于航天器的良好表现。ESA的西尔万·洛迪奥(Sylvain Lodiot)表示,可靠的推进系统“使团队得以设计出一套更激进的新机动方案,即在接近Didymos的过程中更晚、更猛地‘刹车’”,让Hera得以瞄准提前一个月抵达 [4]。

Hera走的是一条曲折的路线。发射后它先飞向火星,于2025年3月飞掠火星,借此使航线转向Didymos,并利用这次交会在一颗行星天体上测试了仪器 [4]。它由位于德国达姆施塔特的ESA欧洲空间操作中心(ESOC)任务控制中心操控,通过位于阿根廷、西班牙和澳大利亚的35米深空天线,每天约有八小时与相距1.965亿公里的航天器保持联系 [2]。

NASA的DART任务对小行星做了什么?

DART使这颗小卫星绕Didymos的公转轨道缩短了32分钟,NASA称这是人类首次有意改变天体的运动 [5]。2022年9月26日,NASA重580公斤的DART航天器以约6.1 km/s的速度撞上Dimorphos [1]。

撞击前,Dimorphos绕Didymos公转一周需要11小时55分钟 [5]。NASA于2022年10月11日确认,这次碰撞将其缩短到11小时23分钟,变化为32分钟,不确定度约为正负2分钟 [5]。ESA 2026年的页面将这一减速描述为“约33分钟” [1]。NASA曾把最低成功基准设为73秒的变化,因此DART超出该基准25倍以上 [5]。

撞击还炸出了碎片。ESA称,这次碰撞“向10 000 km的太空中喷出了一道碎片羽流” [1]。NASA指出,这些喷出物的反冲大幅增强了DART的推力,就像气球漏气一样 [5]。偏转幅度比撞击模拟的预测更大,这是Hera要解开的谜团之一 [1]。

一艘风格化的火箭状航天器撞向岩质小行星,碎片四溅,示意NASA 2022年DART撞击Dimorphos
NASA的DART于2022年撞击Dimorphos,使其轨道缩短了约32分钟。

Hera目前看到了什么?

Didymos的早期预览图像,以及隐藏的小卫星Dimorphos的一瞥 [1]。2026年11月12日,ESA发布了一张从56 km外拍摄的图像,显示了直径780米的Didymos的一面,顶部附近露出了Dimorphos的一小部分 [1]。

ESA称,这张图像揭示了主小行星丰富的地质特征,包括大型巨石、较平滑的区域和“一道出人意料的锐利赤道脊” [1]。ESA称,Didymos形如陀螺,每2.2小时自转一周,转得快到几乎要解体,而这道脊可能与这种自转有关 [1]。数值模型表明,自转可能使表面物质从高纬度向赤道流动,部分物质被抖落,这有助于解释Dimorphos是如何形成的 [1]。

Dimorphos本身在距Didymos一公里多一点的轨道上运行,其顶面可见几块巨石 [1]。两颗小行星的详细图像将于2026年11月25日公布 [1]。

灰色、遍布巨石的Didymos小行星插画,带有一道淡淡的赤道脊,依据ESA对Hera所见画面的描述绘制
艺术示意图:ESA称,Hera的早期图像显示出Didymos的巨石和锐利的赤道脊。

Hera如何同时绕两颗小行星飞行?

它不飞普通的圆形轨道,而是围绕这对天体的共同引力中心描出“矩形轨道” [2]。这里的引力极其微弱:Didymos的引力比地球弱约40,000倍,Dimorphos则弱约200,000倍 [2]。

在这样的环境中,传统轨道并不可行 [2]。取而代之的是,Hera以仅12厘米/秒的速度,也就是一只飞快爬行的昆虫的速度,沿近乎笔直的线路移动 [2]。在随着远离小行星而依次经历三天、四天的周期里,它会点燃推进器,使航向转90度,在保持30-25 km距离的同时描出一个矩形 [2]。

ESA称,这一设计借鉴自其罗塞塔(Rosetta)彗星任务,本身就很安全:如果推进器点火失败,Hera只是漂走,而不会冒碰撞的风险 [2]。下个月,Hera计划靠得更近,进入“详细特征描述阶段”,从约20 km外开始沿更复杂的蝴蝶结形弧线飞行 [2]。欧洲新闻台(Euronews)同样报道称,Hera下个月将进入20 km以内 [3]。

Milani和Juventas立方星是什么?

它们是搭乘Hera的两颗手提箱大小的立方星,将近距离研究Dimorphos [4]。ESA称,Hera携带了“一对鞋盒大小的‘立方星’,用于更近距离的勘测,最终实现着陆” [1]。

这两颗卫星名为Milani和Juventas [4]。在巡航期间,Hera团队定期唤醒它们,检查其健康状况,并测试将通过主航天器把它们的数据中继回地球的星间链路 [4]。操作它们很难:引力如此微弱,就连阳光的推力,即太阳辐射压,也能显著改变它们的轨道 [4]。

这次行动是首创。ESA称,Hera任务“将是首次尝试在这种环境中让三个独立操作的航天器安全地协同” [4]。立方星由合作方操控,Milani由意大利的Tyvak操作,Juventas由卢森堡的GomSpace操作,并得到法国航天局CNES和比利时一个专门控制中心的支持 [4]。

两颗手提箱大小的微型立方星飞近一颗小行星,远处有一艘较大的航天器,示意Hera的Milani和Juventas
两颗立方星Milani和Juventas将近距离勘测Dimorphos。

Hera任务为何重要?

它的目标是让小行星偏转成为保护地球的可靠手段,而不只是一次性的成功 [1][4]。DART证明了动能撞击可以推动小行星,但关键问题依然存在 [1]。

ESA列出了悬而未决的问题:撞击对Dimorphos本身造成了什么;是留下了撞击坑,还是重塑了整个天体;它的精确成分、结构和质量是什么;以及哪些特性可以解释比模拟预测大得多的偏转 [1]。Hera旨在帮助人类学会可靠地改变小行星的轨迹 [4]。

Hera还测试新技术,包括一套自主“自动驾驶”导航系统;由于它离地球太远,无法接收实时指令,因此需要这套系统 [4]。Didymos和Dimorphos都很安全:NASA强调,无论DART撞击之前还是之后,两者都不会对地球构成任何危害 [5]。

关于近期另一项太空科学成果,请参阅《Euclid望远镜数据发布:ESA新星图有什么》,其中介绍了ESA绘制的遥远宇宙新星图。

Hera接下来会怎样?

据ESA的计划,将是更近的接近、完整的“撞击现场调查”以及立方星的释放 [1][2]。近期的里程碑:

  • 2026年11月25日:ESA计划公布两颗小行星的详细图像 [1]。
  • 下个月:Hera进入详细特征描述阶段,从约20 km外沿蝴蝶结形弧线飞行 [2]。
  • 未来几个月:用多种仪器对Dimorphos进行近距离“撞击现场调查”,并释放立方星进行更近距离的勘测,最终实现着陆 [1][2]。ESA提出的悬而未决的问题包括撞击是否留下了撞击坑以及Dimorphos的质量是多少;目前尚未公布答案 [1]。

对早期阶段需要保持一些谨慎。ESA目前的图像是概览性的预览;科学成果要等到之后 [1][2]。欧洲新闻台报道称,科学家指出,一些DART碎片可能仍在小行星附近 [3]。

Hera的工作属于行星防御这一更长的故事。ESA指出,曾被视为已知最具危险性的小行星Apophis,将于2029年4月13日安全飞掠地球 [4]。本文反映的是2026年11月13日可获得的ESA和NASA信息。

Hera与Didymos系统(ESA/NASA,截至2026年11月13日)
项目详情来源
发射2024年10月7日ESA [4]
抵达Didymos2026年11月11日宣布抵达(目标为11月,提前一个月)ESA [2][4]
当前距离30-25 km(早期特征描述,ESA 2026年11月11日公告)ESA [2]
Didymos直径约780米ESA [2]
Dimorphos直径约151米ESA [2]
DART撞击2022年9月26日,速度6.1 km/sESA [1]
DART造成的轨道变化缩短32分钟(±2分钟)NASA [5]
详细图像公布时间2026年11月25日ESA [1]

常见错误

  • 以为Hera在偏转或撞击小行星。

    正确做法: Hera研究的是DART 2022年撞击的后果,它不会撞击任何东西 [1][2]。

  • 以为这两颗小行星对地球构成威胁。

    正确做法: NASA称,Dimorphos和Didymos都不会对地球构成任何危害 [5]。

  • 说Hera在绕圆形轨道飞行。

    正确做法: 这里的引力太微弱;Hera以约12厘米/秒的速度沿“矩形轨道”飞行 [2]。

  • 把早期图像当作任务的科学成果。

    正确做法: 这些只是预览;详细图像将于11月25日公布,科学成果要等到之后 [1][2]。

  • 把Hera称为NASA的任务。

    正确做法: Hera是欧洲航天局的任务;DART才是NASA的 [1][4]。

常见问题

Hera任务是什么?

ESA的首个行星防御任务,在NASA的DART撞击之后研究Didymos-Dimorphos双小行星 [2][4]。

Hera何时抵达Didymos?

ESA于2026年11月11日宣布Hera已抵达;2025年它的目标是2026年11月,比最初计划提前一个月,未给出确切抵达日期 [2][4]。

DART对小行星做了什么?

NASA在2022年确认,它使Dimorphos绕Didymos的轨道缩短了32分钟(ESA现称约33分钟)[1][5]。

Hera目前看到了什么?

Didymos的早期图像,显示出巨石和锐利的赤道脊,Dimorphos则部分被遮挡 [1]。

Milani和Juventas是什么?

Hera搭载的两颗立方星,将勘测Dimorphos并尝试着陆 [3][4]。

Hera的详细图像何时公布?

ESA计划于2026年11月25日公布两颗小行星的详细图像 [1]。

术语表

行星防御
探测并偏转可能撞击地球的小行星或彗星的努力。
动能撞击
通过让航天器撞向小行星来使其偏转。
双小行星
一对相互绕转的小行星,如Didymos和Dimorphos。
立方星
一种小型标准化卫星,此处大小相当于手提箱或鞋盒。
喷出物
撞击从小行星上抛出的岩石和碎片。
DART
NASA的双小行星重定向测试,于2022年撞击了Dimorphos。

来源

  1. Hera spies a half-hidden asteroid moonlet European Space Agency · 2026-11-12
  2. Hera spacecraft in 'rectangular orbit' around target asteroids European Space Agency · 2026-11-11
  3. Europe's Hera spacecraft begins close inspections of asteroid in planetary defence mission Euronews · 2026-11-12
  4. ESA's Hera targets early arrival at Didymos asteroids European Space Agency · 2025-10-07
  5. NASA Confirms DART Mission Impact Changed Asteroid's Motion in Space NASA · 2022-10-11
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