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【宇航学报 | 北理工团队：动能撞击偏转近地小天体研究进展】#航天# #科普# #微博公开课#
研究背景和目的
历史上近地小天体撞击地球事件频发，撞击地球所造成的灾害范围也非常广泛。与地震、火山爆发、海啸和龙卷风等自然灾害不同，近地小天体撞击地球事件是可以预防的。动能撞击偏转近地小天体的技术相对简单和成熟，是目前最有效防御方法。
美国在2021年11月成功发射了双小行星重定向测试撞击器。撞击器于2022年9月27日以超过6.2 km/s的速度撞击双小行星系统的次星Dimorphos，成功进行了人类历史上第一次全尺寸的小行星动能撞击偏转测试实验。中国也将组建近地小行星防御系统，实施近地小行星抵近观测和动能撞击改变其轨道技术实验。本文综述了动能撞击偏转小天体的国内外研究进展。
主要内容
以近地小天体防御为背景，介绍了近地小天体的基本概念、数量和分类，总结了近地小天体的物理特性和动力学特性；
论述了超高速动能撞击近地小天体表面成坑形貌、相似律以及成坑过程中抛射物产生机制、演化过程和抛射物质量速度分布相似律；
总结了基于结合点源假设、实验和数值模拟结果建立的超高速动能撞击小天体动量传递理论模型和相似律；分析了近地小天体的物理特性和撞击条件对动量传递系数的影响规律。
北京理工大学的张庆明、龙仁荣、刘文近等和北京卫星环境工程研究所的龚自正、任思远、武强等以《动能撞击偏转近地小天体研究进展》为题，将该项成果发表于《宇航学报》2023年第1期。
总结与展望
1、地天体表面的组成、地形和内部结构会影响偏转结果，因此需要加强近地小天体探测，现场原位测试确定近地小天体质量、孔隙率、强度或内部结构等特征，实施近地小天体采样返回任务，研究小天体的力学特性，使地面小行星模拟物要更偏向于真实环境下小行星的材料和结构特性。
2、完善动量传递系数理论模型，相似律模型建立在点源假设的基础上，将撞击器等效成球形弹丸正撞击小行星表面，模型没有考虑撞击器形状和撞击角度对动量传递系数的影响。动量传递系数理论模型分为强度和重力区间，但对于松散结构的小行星，撞击结果可能由强度和重力共同作用，强度和重力共同作用下的模型依然不清楚。
3、如何通过地面实验模拟近地小天体的弱引力和碎石堆结构对成坑和抛射物的影响，是近地小天体防御中需要解决的一项关键技术，也是将地面实验结果外推至小行星区间的关键。
北京理工大学冲击动力学团队以空间碎片防护、超高速碰撞产生等离子体、超高速撞击偏转小行星的动量传递规律、小行星撞击陆地成坑动力学和灾害效应为主要研究方向，团队先后承担国家“863”计划、国家“973”计划、国家自然科学基金、国防基础科研、民用航天等项目30余项。作者单位均为北京理工大学。