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孫維新／防衛地球的第一擊─飛鏢任務
2022-09-24 04:30 聯合報／ 孫維新（作者為台大物理系及天文所教授）
美東時間九月廿六日晚上七時十四分，也就是台灣時間九月廿七日清晨七時十四分，一艘名叫「飛鏢」的太空船，將會高速撞上一顆小行星，象徵人類正式展開了防衛地球的艱鉅工程。
這個任務的全名是「雙小行星軌道轉向測試」（DART），這個縮寫就是在酒吧裡拿在手中擲向靶上的「飛鏢」。它在去年十一月廿四日發射，已經在茫茫太空中飛行了將近十個月，再過兩天，就會來到這次旅行的終點，也是它自己壽命的終點！它將以二萬四千公里的時速，撞上互相環繞的雙小行星迪迪莫斯（Didymos）和迪莫佛斯（Dimorphos）中的後者。
太陽系的小行星多半在火星和木星之間，總數可能達到五十萬顆，這些小天體由岩石或金屬構成，軌道接近圓形，遙遠而穩定地環繞著太陽運行，形成了太陽系的「主小行星帶」，對地球不會構成威脅。但有些小行星卻位在火星軌道之內，三不五時就會接近地球，甚至穿越地球軌道，這些天體被稱為「近地小行星」（NEAs），至今記錄在案的已經超過了二萬八千顆，其中約有四千多顆直徑超過一四○米，被稱為「潛在威脅天體」（PHAs），這個一四○米有何意義？超過一四○米的天體要是撞擊陸地，可以毀掉一座小型城市，若撞入海中，則會激起災害性的海嘯。
這個聽起來驚心動魄的情節，就讓好萊塢的災難電影如「世界末日」和「彗星撞地球」創造了高額票房，賺人熱淚。銀幕英雄努力讓直衝而來的小天體改變方向，不求多，從地球旁邊驚險擦過就好，但這也正是科學家在做的事！那要如何改變小天體的運行方向？一個方法是用大型透鏡，飛到小天體前方，聚焦陽光，燒穿小行星地表，讓地下的灰塵水冰化做氣態物質高速噴出，把小行星改造為「類火箭」，用它自己的物質噴發，來微調它的飛行方向。聽起來很厲害，但技術上很困難。
另一個方法是派人登陸小行星去塗油漆，將小行星一側刷白，另一側塗黑，太陽光照在黑白兩色上，一面吸收，一面反射，造成微小的光壓差，也可以讓小行星轉向，這個方法聽來聰明，但技術上更困難。另外是在小行星側面裝上一個核彈，爆炸時產生一個側向力，讓小行星改變方向，但是要派誰去？還要找布魯斯威利？他已經拯救地球很多次了，年事已高，尚能飯否？
以上這些皆屬理論，這次 NASA 終於付諸行動，選擇最簡單的作法，將「飛鏢」太空船作為一個動能武器，和小行星正面對撞，看這一撞有何後果。那為什麼要去撞一個「雙小行星」系統？這兩個天體前者大小約為八百米，後者只有一六○米，雖然都不大，但飛鏢更小，主結構是個方形的箱子，大小不過一點三米，這麼小的東西，撞上一六○米的小行星，產生的速度變化微乎其微，若是一個單獨的小行星，這點速度變化根本看不出來，但在一個「雙星系統」中，若其中一顆的速度變慢，兩者的繞行軌道就會縮小，彼此更為接近，而這個變化是天文學家能測量出來的！迪迪莫斯和迪莫佛斯互相環繞運轉，平靜過日子，對地球並不構成威脅，但卻成了 NASA 撞擊實驗的首選，真的是躺著也中槍。
從地球的演化史來看，天體撞擊不是「會不會發生？」而是「何時會發生？」對外來天體的撞擊，人類已經不再坐以待斃，而是主動出擊，希望能止禍消災，即將登場的這個飛鏢任務能否成功，讓我們拭目以待！
