DART 任务小抄
简介：
DART，全称 Double Asteroid Redirection Test，双小行星偏轨测试，设计将一颗小型飞行器撞击一对小行星双星系统中较小的那一颗，靠动能改变其轨道，以此验证未来可能的小行星防御手段。
目标系统名为Didymos，其中较大的一颗小行星直径780米，较小的一颗直径约160米。两者相距约1km，相互绕行周期约为11.9小时。
发射目前预计在北京时间11月24日下午2点21分，在美国加州范登堡空军基地，由猎鹰9号火箭B1063.3发射进入深空转移轨道。预计将于2022年9月抵达目标系统。
这是受关注度比较高的一次任务，因为小行星撞地球以及对应的防御措施，这话题本身就特别容易给科幻迷或者各类吃瓜群众注入鸡血。
坦白说，个人之前兴趣并不是很大。主要觉得因为基本就是个通过碰撞给与动量改变轨道的实验，物理比较简单，大体不会和模拟出入太多，似乎实际做这样一个实验的必要性，或者说含金量不是很高。不过多了解了下，这个实验项目还是下了不少心思的。
附加值：（数个新型设备的深空验证）
太阳能板。DART使用的太阳能板是两个8.6 x 2.3 m的卷轴展开型太阳能板。其实这和今年在国际空间站上安装新型太阳能板基本同款，不过还没有在深空环境中验证过。此外，太阳能板上局部还有些小创意，即有些小型的可调节的反射镜面，来帮助收集更多的太阳能，同时尽可能减小太阳能板整体的重量。
新型的天线设计 Radial Line Slot Array (RLSA) antenna，也是地面上实验过，但尚未经过深空验证。
下一代的电推，名字貌似就直接叫成了NEXT-C ion engine。但有趣的是这不是主引擎，飞行过程中确实计划数次点火，但主要作为实验验证，其实完全没起作用也不影响任务。（其实在SpaceX中标之前，该引擎承担着把飞行器缓慢地从最初的高椭率轨道慢慢减速逃离地球引力的重任。因为意外地获得了包车的待遇，该引擎的点火过程变得可有可无）
小乘客，大包厢
这其实也是个有意思的小故事。DART虽然貌似噱头不小，不过其实本质上还是个小预算任务。其原本的计划是把飞行器做小，搭个同步轨道发射的顺风车，作为次级载荷发射，以节约成本。不料2019年SpaceX不但以6千9百万美元的低价中标，并表示给与专车包送。所以有了大整流罩里小飞行器的这副景观。
为啥选双星系统作为撞击目标？
直径百米级的小行星说大不大，但相比可以发射的飞行器要大的太多了。也许未来正式的小行星防御可以发射大一点的飞行器，作为演示任务，DART飞行器发射总质量只有670kg，撞击质量约为610kg。举例来说而目标小行星（较小的，直径160米的那颗）质量估算约为5百万吨。即使尽力地把撞击速度扯到了预计6.6km/s, 撞击最后产生的速度变化大约也不到1%，所以如何观测到撞击后的效果是重要的课题。
要好的观察效果，一来当然是选尽量小的目标，这也是为什么选双星中较小的一颗。二来要选原本速度比较小的目标。当然，整合在一起来说，其实是要选原本动量比较小的目标，因为在一定的飞行器能够给与的动量改变下，原本动量比较小的目标，会有比较大的速度改变比例。双星因为系统比较小，相互绕行是相对比较慢的。另外虽然小一点的双子之一速度更大，但考虑上质量，绕行动量还是相对更小，所以还是选小的那颗。
另一方面大家要理解如何进行观察。作为天文专业的我可以负责任的告诉大家，观测角度而已，观察距离啊长度之类虽然有各种方法，但总体来说就是很麻烦的。而时间的观察记录，则要简单准确许多。所以观测轨道的“形状”变化，远不如观测轨道“周期”来得容易。这里就凸显了双星系统的好处，因为其相互绕行的周期较短（11.9小时），撞击后数十个小时就能得到很不错的观测结果（预计缩短周期约8到10分钟）。而如果是观测绕行太阳的周期变化（该系统公转周期约2.2年），少说也得个把年头才能有可靠结果。希望这样解释大家能明白这其中的考量。
随行观测员和后续观测任务
为了获取碰撞时的画面，DART飞行器携带有两个小型立方星作为次级载荷。统称LICIACube，分别叫做 LUKE 和 LEIA （星战梗？），共重14kg，由意大利航天局开发。计划在碰撞前约10天左右放出，略微赶在DART之前，即约碰撞三天前开始小行星的拍摄工作并见证碰撞过程。数据将直传地球，虽然飞略小行星进入深空流浪。
后续还有一个进行中的项目Hera，由欧航局主导。预计2024年发射，2027年抵达该对小行星，并详细观察碰撞后的遗迹。
任务流程补充：
一级B1063.3 此前执行过 Sentinel-6 Michael Freilich 和一次星链任务，此次第三次飞行，由OCISLY号进行回收。整流罩全新，由NRC Quest号进行海捞回收。
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