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議題背景：

今（9/27）日上午，美國太空總署（NASA）的飛行器成功撞小行星「迪迪莫斯」(Didymos)的衛星「迪莫弗斯」(Dimorphos)。這個計畫是為了將來面對有小行星撞擊地球時，有機會改變小行星的軌道，減少地球受到衝擊的機會。

台灣科技媒體中心邀請專家說明，這個計畫的用途與可能影響。

參考資料：

1. NASA, (2022). "NASA’s DART Mission Hits Asteroid in First-Ever Planetary Defense Test."
2. Australia SMC (2022). "EXPERT REACTION: NASA's DART mission smashes into an asteroid."

專家怎麼說？

2022年09月28日
中央大學天文所講座教授陳文屏

Q1. 飛行器成功撞擊到小行星是不是就等於計畫成功了呢？又代表了什麼重要意義嗎？

以「測試」來說是成功的。因為任務要求就是「撞擊」小行星，看會怎麼樣，結果是撞擊成功，但到底對小行星有何影響目前未知。說起來簡單，但是飛行了10個月，如販賣機大小的太空船，以超過2萬公里的時速，撞向操場大小的小行星，仍是技術上的挑戰。

Q2. 這樣的計畫通常會需要什麼樣的專業合作，投入什麼樣的專業與資源？我們還需要多少時間的觀測或是判斷，才能知道小行星是不是真的照計畫轉向呢？

本次計畫的經費約為3.3億美金，由多國合作。太空任務總是很多專業的整合，從衛星與載具製作、發射、通訊、控制，有需要機械、電機、光學、動力、航空的技術，不一而足。

另外選擇適當的撞擊目標則是基於天文學家對於小行星的了解。之選擇這個雙小行星，是因為大小恰當，而從地球觀看，這兩顆小行星會互相遮掩，因此撞擊的影響可能在幾天或幾週就可以觀測到互食週期的改變。撞擊前另外分出一個太空船，將持續監測亮度變化，或是否偵測撞擊噴發出的碎片。後續任務則要再等兩年，才送出另外一個太空船前往探視「命案現場」。

Q3. 這次的試驗成功，會為天文研究（或是您的研究領域），或是地球的未來有什麼影響？

這次試驗成功，表示追擊小而高速天體的技術，不一定用在飛彈，而可以用來拯救人類文明。天文學家搜尋太空，試圖找出可能危害文明的撞擊天體。地球歷史已知發生過這樣的大規模撞擊，包括恐龍在內的生物因此滅絕。 要是地球再次面對這樣的危機，我們比恐龍高明，因為我們懂得還手，懂得怎麼打得到「敵人」，也知道打哪裡有效。「雙小行星改道測試（DART）計畫」只是第一步，練兵太空技術的同時，也有益防衛地球。我不研究小行星，但要是拯救了人類，我就能繼續做我喜歡的研究。

2022年09月28日
美國夏威夷大學天文研究所泛星計畫博士後研究員  林建爭

這次飛鏢任務能夠準確撞擊到雙小行星的衛星「迪莫弗斯」(Dimorphos) ，表示未來人類面對威脅地球的小行星，有機會反擊而不至於像恐龍無力抵抗而滅絕。[1]

該任務的挑戰就如同從台灣最北端富貴角燈塔丟出一根頭髮，擊中最南端鵝鑾鼻燈塔上一個正在旋轉的一元硬幣，然後改變硬幣的旋轉週期；除了要事先精準估算飛行軌道之外，飛行器加裝的影像辨識導航儀，能即時校正航向，在接近目標前一小時自動辨識出目標進而準確撞擊。

科學家目前要等幾週才能從跟拍的飛行器下載完整資料，分析撞擊前後的週期改變，與此同時地面上的各大天文台也有追蹤觀測，幾週之後的分析我們便能知道飛鏢任務能讓一百公尺大小的小行星軌道改變多少。

我所在夏威夷大學天文研究所運行的泛星巡天計畫（Pan-STARRS）主要是搜尋對地球有威脅的近地小行星。每年可以新發現約兩三百顆類似迪莫弗斯大小的近地小行星，幸運的是目前還沒發現對地球有威脅的小行星。不過藉由飛鏢任務的籌備與執行經驗，我們可以改善觀測精度來估算這些小行星的運行軌道，爭取更早確認對地球有威脅的小行星，讓我們有更充裕的時間來化解被小行星滅絕的厄運。

2022年09月28日
中央研究院天文所支援科學家 陳英同

Q1.  飛行器成功撞擊到小行星是不是就等於計畫成功了呢？又代表了什麼重要意義嗎？

這一次的「雙小行星改道測試（DART）」計劃是NASA對於的「行星防禦」概念下的試驗型計劃[2]，終極目標是阻止類似造成恐龍滅絕的毀滅性撞擊事件的再次發生在地球上。這次主要科學目地是去撞擊雙小行星系統裡比較小顆的小行星，再利用後續測去驗證這樣的撞擊方式能不能夠改變小行星的周期，預期會在原本12小時的周期中改變約十分鐘（有點像是在地球-月球系統裡，去撞擊月球，將其28天的週期改變9小時）。試驗計劃會首先用撞擊的方式是因為它是目前科學技術即可達成的，而以前有類似的深擊任務（Deep Impact）計劃成功撞擊彗星，其他正在開發的候選方案非常多元，例如利用重力牽引機、離子束推移。

Q2. 這樣的計畫通常會需要什麼樣的專業合作，投入什麼樣的專業與資源？我們還需要多少時間的觀測或是判斷，才能知道小行星是不是真的照計畫轉向呢？

這樣的計劃通常需要資深而且經歷完整的現役科學及工程人員，從軌道規劃、太空船的設計、發射系統、到成熟的遙控系統都是必要的專業及資源。上述的人員通常都是從之前的太空計劃轉移到現有計劃。目前我們已經從地球上及DART撞擊前釋放的子衛星觀測到，這次撞擊的噴發物[3][4]，預期在一個禮拜內就能觀測到初步的軌道變化。接下來還有歐洲太空總署的HERA計劃，將在2024年發射另一個太空船再次造訪這次的撞擊的地點。

Q3. 這次的試驗成功，會為天文研究（或是您的研究領域），或是地球的未來有什麼影響？

防禦小行星撞擊是一件現有科學技術還不能100%達成的目標。假如現在我們真的觀測到一顆台北市大小的小行星即將撞擊到地球，我們其實只能坐以待斃。所以在這個絕望的事件發生前，我們還有許多努力的空間。這次的試驗就是努力的第一步，未來還有許多太空計劃將朝這個目標前進。

2022年09月28日
中央研究院天文及天文物理研究所研究員 王祥宇

Q1. 飛行器成功撞擊到小行星是不是就等於計畫成功了呢？又代表了什麼重要意義嗎？我們還需要多少時間的觀測或是判斷，才能知道小行星是不是真的照計畫轉向呢？

因為這個測試計畫想要測試的是兩件事情，一個是我們的飛行器能不能撞擊到小行星，另一個是撞擊是不是能按照計畫改變小行星的軌道。目前第一個部分已經成功了，接下來就要持續觀測小行星的繞行有沒有改變軌道。

根據量測，Didymos跟Dimorphos雙星互繞的週期是11小時多，在撞擊後，改變軌道的幅度只在10%以內，預計會使互繞週期變短。雖然從撞擊到現在已經過了一天多，但因為我們用地面望遠鏡觀察時，量測互繞週期的方式，是觀測互繞時兩顆星重疊、分開所導致的亮度週期性變化，在白天時會受到陽光影響無法觀測；此外，由於預計軌道改變的幅度非常小，也必須結合世界各地的觀測結果，經過多方確認，才能得知改變軌道的計畫是不是真正的成功。可能還需要幾個禮拜的時間，才能知道最終結果。

Q2. 這樣的計畫通常會需要什麼樣的專業合作，投入什麼樣的專業與資源？

這一次的計畫主要的執行仍是以NASA為主，結合技術團隊（例如製造衛星的團隊、製作監測儀器的團隊）、天文研究、太空研究，以及各地天文望遠鏡團隊一同協作。雖然歷經十年的籌備，大約投資幾十億台幣，但相對於NASA其他更大型的計畫，例如詹姆斯•韋伯太空望遠鏡(JWST)計畫，籌備達30-40年的時間相比，算是小型的計畫。

Q3.  這次的試驗成功，會為天文研究（或是您的研究領域），或是地球的未來有什麼影響？

由於小行星並不是一個結構很扎實光滑，像是撞球一樣的物體，在撞擊後可能會破碎、有碎片散開。因此這一次「保衛地球」的試驗，是讓我們透過這一次的試驗對於撞擊星體，有更完整的計算資訊，例如：撞擊的方向、應該用多少的能量或動量去撞擊、撞擊怎麼去修正星體的軌道。

另外，在天文研究上，藉由觀測這次撞擊後所產生的碎片大小及速度分布，可以用來推測小行星的結構與強度，讓我們有機會更了解這顆小行星的組成。