DART坐落在一个高高的无尘室中间的支架上,开始看起来像一个无畏的航天器,它将在明年秋天直接前往一颗小行星。随着其紧凑的推出式太阳能阵列(ROSA)盘绕在航天器两侧的两个金色圆柱体中,以及其不太显眼但仍然完整的成像器——用于光学导航的Didymos侦察和小行星相机(DRACO)安全地藏在其面板下,该航天器已接近完全组装完成。

这种现有技术和新技术的混合,其中一些技术将首次展示,将见证DART完成其10个月的小行星目标之旅。

最近安装的推出式太阳能阵列(ROSA)和用于光学导航的Didymos侦察和小行星相机(DRACO)是两项关键技术,它们将使DART航天器能够在太空中导航并有效到达Didymos小行星系统。
影像来源:NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

美国宇航局的DART,即双小行星重定向测试,是一个精心策划的演示,将有助于确定动能撞击器技术(以每小时约15,000英里的速度将航天器直接飞向太阳系的一个小天体,并打算改变其路线)能否作为一种可靠的小行星偏移方法,以防此类危险降临地球。NASA一直在监测天空,并且已经确定了近40%的尺寸于140米(459英尺)的潜在危险小行星,这些小行星都不会撞击我们的星球,包括为首次偏转测试选择的双星系统.

但为了证明我们的星球可以预料到意想不到的情况,DART 任务将着手推动小行星并安全地改变其在太空中的运动。在过去的两年里,用于这项任务的航天器已经在马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯应用物理实验室(APL)开发和建造。领导NASA这项任务的APL现在正在对航天器进行收尾工作。

最近安装的ROSA和DRACO是两项关键技术,将使航天器能够在太空中航行并到达Didymos小行星系统。灵活和可卷曲的模块化“翅膀”尽管体积巨大,但比传统的太阳能电池阵列更轻、更紧凑、更坚固;在太空中,每个阵列将慢慢展开,达到28英尺长——大约相当于一辆公共汽车的大小。该技术于2017年首次在国际空间站ISS)上成功测试,并于今年 6 月安装了更新版本,供国际空间站全天候使用。DART将成为首个使用这种新型阵列的航天器,为它们在未来任务中的使用铺平道路。Redwire公司在其位于加州戈莱塔的工厂开发了这项技术,并于5月向APL交付了ROSA,并在随后的几周内与APL团队密切合作,将它们仔细安装到航天器上。

虽然DRACO并不是全新的(它的灵感来自于新视野号的LORRI相机),但这个升级的成像器将是航天器上的唯一仪器。与自主导航软件SMART Nav(小天体机动自主实时导航)相结合,它将在帮助DART在太空中导航和识别正确的小行星目标方面发挥关键作用。

灵活且可卷曲的“翅膀”比传统的太阳能电池阵列更轻、更紧凑,尽管它们的尺寸巨大;在太空中,每个阵列将慢慢展开,达到28英尺长,大约相当于一辆公共汽车的大小。
影像来源:NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

“传统的导航技术只能将DART送到目标小行星9英里以内的某个地方,” DRACO首席工程师、APL的Zach Fletcher(扎克·弗莱彻)说,“为了实现我们的任务目标,我们需要通过机载光学导航消除其余的误差。DRACO开始向DART的机载自主导航系统提供图像,距离目标5万多英里,即撞击前4小时,这是DART实现对Dimorphos的动力学影响的关键。”

DRACO传回的目标小行星Dimorphos的图像,包括它在小行星上的撞击地点的最后一秒的一瞥,将对分析DART测试的结果和了解小行星是如何受到影响至关重要。

在过去几个月里,DART经历了一系列的境测试和分析,最后的部件开始组装。同样地,SMART导航软件也经历了相当多的测试,因此该团队可以在DART与Dimorphos相撞前的最后几个小时放心地放弃对DART的控制。在DRACO和ROSA的参与下,DART航天器在7月下旬完成了振动测试,以确保所有硬件都是安全的,并为发射做好了准备。

意大利航天局提供的用于小行星成像的轻型意大利立方体卫星,即(Light Italian cube satellite for Imaging of asteroid,简称LICIACube),将是在今年10月运送到发射地点之前搭载DART的最后组件之一。LICIACube将在DART撞击前大约五天部署,并捕捉航天器最后时刻的图像,以及由此产生的喷射羽流和DRACO永远不会看到的小行星的背面。

“DART是一支敬业的团队和合作伙伴多年工作的成果,他们克服了独特的挑战,在技术开发和行星防御方面都取得了第一,”在安装过程中领导该团队的DART机械工程师贝特西·康登(Betsy Congdon)说。“随着DRACO和ROSA这两项关键技术的成功安装和测试,我们非常有信心DART已准备好在运送到发射场之前完成其最终系统测试和审查。”

今年11月,该航天器将由SpaceX公司的猎鹰9号火箭从加利福尼亚州隆波克附近的范登堡太空部队基地发射。在2022年秋天,DART将把目光投向Dimorphos,这是一颗围绕较大的Didymos小行星运行的较小的卫星。它与Dimorphos的碰撞将使小卫星围绕主体的轨道速度改变几分钟。尽管撞击时小行星距离地球约680万英里,但地面望远镜仍能看到小行星系统,科学家将利用这些望远镜确定轨道周期的确切变化。

DART由NASA行星防御协调办公室指导,并得到NASA几个中心的支持:喷气推进实验室、戈达德太空飞行中心、约翰逊太空中心、格伦研究中心和兰利研究中心

如欲了解有关DART任务的更多信息,请访问:

https://www.nasa.gov/planetarydefense/dartdart.jhuapl.edu

如欲了解更多关于NASA行星防御协调办公室的信息,请访问:

https://www.nasa.gov/planetarydefense

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/dart-gets-its-wings-spacecraft-integrated-with-innovative-solar-array-technology-and-camera

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