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图片来源：NASA
尽管人类当前正在与新型冠状病毒作斗争，尽管它占据了我们的大部分注意力，但其他威胁仍然存在。未来可能发生的小行星撞击地球的威胁目前还处于次要地位，但它仍然存在。
尽管目前看来小行星撞击似乎是短暂的，但它是一种真正的威胁，而且与冠状病毒不同，它具有终结人类的潜力。美国国家航天局（NASA）和欧空局（ESA）等机构仍在制定计划，以保护我们免受这种威胁。
NASA的DART（双小行星重定向测试）任务计划于2021年7月22日发射。这是一项示范性任务，旨在研究利用动能撞击使小行星偏转的过程。它将前往名为Didymos（或65803 Didymos）的双小行星系统。这个双小行星系统不会对地球构成威胁。
该双星系统中较大的一颗小行星名为Didymos A，直径约780米，而较小的一颗小行星名为Didymos B，直径仅约160米。DART将撞向Didymos B。它的尺寸接近威胁地球的小行星尺寸。
DART要到达Didymos需要飞过很多区域。在2021年7月发射后，它将于9月22日达到目标小行星，届时这个双星系统将距离地球不到1100万公里（680万英里）。为了抵达这一双星系统，DART将依靠功能强大的离子推进器，称为NASA的进化氙推进器（NEXT-C）。
基于观测数据的双小行星Didymos模拟图像。 （图片来源：Naidu et al., AIDA Workshop，2016）
发动机由两个主要部件组成：推进器和动力处理单元（PPU）。NEXT-C正在为这次任务做准备，包括性能和环境方面的一系列测试。该推进器经过振动、热真空和性能测试后，与PPU集成。它还经受了模拟的太空飞行条件：发射过程中的极端振动以及太空中的极端寒冷。
NEXT-C是一款强大的推进器。离子推进器不同于火箭，火箭需要巨大的推力才能将东西从地球的引力中拉起。但是就离子推进而言，它是一个非常强大的单元。它比NASA的DAWN和“深空一号”航天器上的NSTAR离子推进器更强大。
NEXT可以产生6.9kW推力功率和236mN推力。在所有离子发动机中，该发动机产生的总冲量最高，达到了17MN·s。以衡量推进剂使用效率的指标“比冲量”来比较，NSTAR的比冲量为3120秒，而NEXT的比冲量达到了4190秒。
测试成功后，推进器的动力处理单元将从另一个真空室中取出。 （图片来源：NASA / Bridget Caswell）
离子推进器不像火箭那样燃烧燃料，尽管它们确实使用推进剂。像NEXT-C所使用的一样，推进剂通常是氙气。NEXT-C离子发动机是双栅极系统。
氙气被送入腔室，在腔室中遇到第一个或上游栅网电极。太阳能电池板提供电能，第一个栅网电极带正电。当氙离子通过上游栅网电极时，它们会带正电。这将它们吸引到第二个或加速栅网电极，该电极带负电。这就将它们推动出发动机，提供推力。推力等于上游离子与加速栅网电极之间的力。
当DART到达Didymos双小行星系统时，它将有一些同伴。意大利航天局为此次任务提供了LICIA（用于对小行星成像的意大利轻型立方体卫星）。LICIA是6个立方体卫星，在与Didymos B发生碰撞之前，它将与DART分离。它将捕捉撞击过程以及撞击后喷射出的碎片图像，并将其传回地球。
NASA进化氙推进器正在真空室内进行测试。 （图片来源：NASA）
这次撞击预计将使Didymos B的轨道速度改变约0.5mm/s。这将极大地改变它的旋转周期，使得地面望远镜能够观测到它的变化。这次撞击还将在小行星表面留下一个约20m宽的陨石坑。
虽然DART在撞击时将被摧毁，但ESA正在计划后续任务。它被称为Hera，计划于2024年发射，并于2027年到达。Hera将不仅研究DART的撞击，还将携带一套有效载荷来了解更多双小行星系统和小行星内部信息。
作者：Evan Gough
翻译：周琪
审校：戴晨
引进来源：今日宇宙
引进链接：http://phys.org/news/2020-03-powerful-ion-nasa-dart-mission.html
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