撞完小行星之后呢？赫拉号要去现场看看留下了什么

2022年，美国宇航局的DART探测器一头撞上了小行星迪莫弗斯（Dimorphos），把一团碎屑送进太空，还让这颗小卫星绕母体迪迪莫斯（Didymos）的轨道缩短了半个多小时。撞完之后呢？欧洲航天局的赫拉号（Hera）探测器就是去回答这个问题的。

经过两年多的飞行，赫拉号在11月4日终于来到距这对小行星30公里的范围内。这是科学家第一次近距离探索一对结伴飞行的小行星——此前探测器造访过的另外七颗小行星，全都是太空里孤零零的一个。

接下来几周，赫拉号会逐步靠近迪迪莫斯和迪莫弗斯，并在明年1月释放两颗小型伴飞器，做更近距离的观察。

迪迪莫斯是一团岩石，宽度大约相当于纽约帝国大厦高度的两倍；迪莫弗斯则是它的小卫星。DART撞击迪莫弗斯时，把碎屑喷向太空，并让它的轨道周期缩短了半个多小时。科学家之所以挑这对双星系统下手，是因为测量轨道变化更容易：迪莫弗斯绕迪迪莫斯一圈约12小时，任何变化在这个基准上都更明显；如果换成绕太阳转、周期长达数月甚至数年的小行星，就难测得多。当然，科学家还是算出了DART让迪迪莫斯系统绕太阳两年多的轨道缩短了不到一秒。

这次撞击不是随便玩玩。用撞击改变小行星轨道，是科学家练习行星防御的少数手段之一——这个领域专门寻找有危险的小行星，并想办法应对，免得人类重蹈恐龙的覆辙。DART和赫拉号是一对精心配合的组合，赫拉号的首要任务就是调查DART撞击后的现场，为未来的行星防御提供依据。

“行星防御和科学有点像同一枚硬币的两面，”马里兰大学行星科学家杰西卡·桑夏恩（Jessica Sunshine）说。她曾在DART团队工作，但没有参与赫拉号任务。在她看来，科学这一面“我们想弄清楚的，与其说是我们怎么把那东西撞坏了，不如说它一开始是怎么拼起来的”。

这次任务也会顺带产出大量观测数据，小行星科学家们已经盯上了。赫拉号的观测将提供双星小行星的珍贵样本——天文学家认为，所有小行星中约有15%是双星系统。科学家推测，内太阳系的大多数双星小行星（包括迪迪莫斯系统）的卫星，可能是从较大天体上剥落的碎屑在轨道上聚拢形成的。

迪迪莫斯自转很快，它的引力或许不足以把所有岩石都拢在一起。随着自转，它可能把巨石抛向太空，这些石头有可能落到迪莫弗斯上，这种物质转移至今可能仍在继续。科学家会仔细翻检赫拉号拍回的图像，寻找岩石在两个天体表面移动、以及在两个天体之间转移的迹象。

科学家预计迪莫弗斯是一堆由巨石和岩石碎屑组成的“碎石堆”，结构与探测器此前造访的龙宫（Ryugu）和贝努（Bennu）相似，只是那两颗都大得多。DART冲向迪莫弗斯时看到的巨石遍布的地貌，符合这一推测，但这种碎石结构到底有多深，仍是个谜。“我们以前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的行星科学家安吉拉·斯蒂克尔（Angela Stickle）说。

赫拉号的伴飞立方星尤文塔斯（Juventas）大约有面包箱那么大，将改变这一点。它携带一台首创的雷达仪器，用来探测迪莫弗斯的内部结构。

尤文塔斯还会尝试在迪莫弗斯上着陆，让科学家能直接与表面“打交道”。考虑到美国宇航局OSIRIS-REx任务的一大意外，这个尝试格外诱人：当该探测器抓取贝努的样本时，小行星表面出乎意料地塌陷，探测器一下子陷进碎石里约半米，尽管表面看上去相当结实。

“尽管我们有很棒的照片，但实际反应和预期不一样，”法国国家科学研究中心（CNRS）的行星科学家帕特里克·米歇尔（Patrick Michel）谈到那次经历时说，“我们看到的和我们感受到的之间，仍然存在某种错位。”他希望尤文塔斯的着陆能帮助科学家在这方面更好地把外观和实际情况对上号。

科学家需要分辨出DART在哪些方面让迪迪莫斯和迪莫弗斯变得与其他双星小行星不同，而赫拉号的观测将为研究小行星科学中更普遍的问题提供新途径。

比如，科学家知道在DART撞击之前，迪莫弗斯总是以同一面朝向迪迪莫斯，就像月球总是以同一面朝向地球。撞击很可能改变了这一点，让迪莫弗斯翻滚起来——但科学家无法知道它现在处于什么状态，因为这种“重置”过程从未被观测过。“这个系统最终可能会稳定下来，但我们不知道需要多长时间，”行星科学研究所的行星科学家伊娃·莉莉（Eva Lilly）说，她没有参与这两项任务。

类似地，科学家知道带电粒子落到小行星表面，会让表层薄薄一层岩石变暗，但具体机制了解得还不够细。在迪莫弗斯上，他们能观察一次已知事件新露出的岩石，或许能更清楚地理解这个普遍过程。

不管这里是不是宇宙撞车现场，小行星科学家都不会错过近距离观察两颗不同太空岩石的机会。