撞完小行星两年后，欧航局探测器为何要贴到30公里内看现场？

“行星防御和科学，某种程度上是同一枚硬币的两面。”马里兰大学行星科学家杰西卡·桑夏（Jessica Sunshine）这样形容。她曾是NASA DART任务团队成员，但没有参与Hera任务。

这句话解释了欧洲空间局（ESA）的Hera探测器此行的双重目的。在太空中跋涉两年多后，Hera于11月4日终于抵达距两颗太空岩石——迪迪莫斯（Didymos）和迪莫弗斯（Dimorphos）——30公里的范围之内。

这是科学家首次探索一对结伴穿行太阳系的小行星。迄今为止，航天器只近距离考察过另外7颗小行星，每一颗都是外太空中的孤零零个体。

Hera将在接下来数周内接近这两颗天体，并于1月释放两颗小型伴飞航天器，进行更近距离的观测。

迪迪莫斯是一团岩石，宽度约为帝国大厦高度的两倍；它的小卫星迪莫弗斯近来日子不好过。2022年，NASA的双小行星改道测试（DART）航天器撞向迪莫弗斯，向太空喷出一股碎片羽流，并使其绕迪迪莫斯的轨道缩短了半个多小时。

这次宇宙尺度的“重新对齐”并非心血来潮。这类撞击是科学家为数不多能演练行星防御的方式之一——该领域致力于搜寻危险小行星并开发应对手段，以免人类重蹈恐龙覆辙。DART与Hera是一对精心协调的搭档，Hera的首要任务是调查DART撞击的后续影响，为未来的行星防御工作提供依据。

这一过程还将产出大量观测数据，小行星科学家们决意加以利用。桑夏说，在科学层面，“我们想弄清楚的，与其说是我们怎么把那东西撞坏了，不如说它最初是怎么拼装起来的。”

DART特意选择双星系统而非单颗小行星作为目标，是为了更容易测量其轨道变化：任何差异在迪莫弗斯绕迪迪莫斯12小时的基准轨道上都远比在绕太阳数月或数年的轨道上明显。（尽管困难，科学家还是算出DART使迪迪莫斯系统绕太阳两年多的轨道缩短了不到一秒。）

Hera的观测将为双小行星提供关键的一瞥。天文学家认为，双小行星约占所有小行星的15%。科学家预计，内太阳系的大多数双小行星（包括迪迪莫斯系统）的卫星，可能都源自较大天体脱落、随后在轨道上聚拢的碎屑。

迪迪莫斯自转极快，其引力或许不足以把所有岩石聚在一起。随着它旋转，可能将巨石抛入太空，这些巨石最终可能落到迪莫弗斯上，这种物质转移至今仍在继续。科学家将仔细梳理Hera的图像，寻找岩石在各自表面移动以及在两颗天体之间转移的迹象。

科学家预计迪莫弗斯是一个由巨石和岩石碎屑组成的“碎石堆”，结构与近期航天器目标龙宫（Ryugu）和贝努（Bennu）相似，尽管后两者都大得多。DART冲向迪莫弗斯时看到的巨石密布地貌符合这一理论，但碎石结构延伸多深仍是个谜。“我们从未见过小行星的内部。”约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家安吉拉·斯蒂克尔（Angela Stickle）说。

Hera的伴飞立方星Juventas——约一个面包箱大小——将改变这一点。它搭载了首台同类雷达仪器，用于探测迪莫弗斯的内部结构。

Juventas还将尝试在迪莫弗斯上着陆，让科学家能直接与表面互动。考虑到NASA OSIRIS-REx任务最大的意外之一，这一尝试格外诱人。当该航天器抓取贝努样本时，小行星在它下方意外塌陷，它不知不觉陷入了碎石中约半米，尽管表面看上去十分坚固。

“尽管我们有惊人的图像，但实际反应与预期不符。”法国国家科学研究中心（CNRS）行星科学家帕特里克·米歇尔（Patrick Michel）谈及那次经历时说，“我们看到的和我们感受到的之间，仍存在某种错位。”他希望Juventas的着陆能帮助科学家在这方面更好地连接外观与现实。

尽管科学家需要分辨DART在哪些方面使迪迪莫斯和迪莫弗斯不同于其他双小行星，Hera的观测将为研究小行星科学中更普遍的问题提供新途径。

例如，科学家知道在DART撞击前，迪莫弗斯总是以同一面朝向迪迪莫斯，就像月球对地球那样。撞击很可能改变了这一点，使迪莫弗斯翻滚——但无法知道它现在处于什么状态，因为科学家从未见过这种“重置”过程展开。“最终，系统可能会稳定下来，但我们不知道需要多长时间。”行星科学研究所行星科学家伊娃·莉莉（Eva Lilly）说，她没有参与这两项任务。

同样，科学家知道带电粒子雨打到小行星表面会使表层薄薄一层岩石变暗，但缺乏所希望的细致理解。在迪莫弗斯，他们将能观察由已知事件暴露出的新鲜岩石，这可能为这一普遍过程提供更清晰的洞见。

无论是否是宇宙碰撞现场，小行星科学家绝不会错过近距离观察两颗不同太空岩石的机会。