科学探索|NASA的下一代小行星撞击监测系统“哨兵-II”投入使用 NASA的下一代小行星撞击监测系

迄今为止，近地小行星(NEA)已经被不断扫描夜空的巡天望远镜发现了近28000个并以每年约3000个的速度增加。但随着更大、更先进的巡天望远镜在未来几年内搜索力度的加大，预计发现的小行星将得到迅速的增加。

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为了应对这种增长， NASA天文学家们已经开发了一种名为“哨兵-II(Sentry-II)”的下一代撞击监测算法，从而更好地评估NEA撞击概率。
流行文化通常将小行星描述为混乱的天体，它们在我们的太阳系周围胡乱地放大、不可预测地改变路线并在不经意间威胁我们所生活的星球。然而这并不是现实。实际上，小行星是极其可预测的天体，它们遵守物理学定律并遵循可知的绕太阳轨道。
但有时，这些路径可能非常接近地球的未来位置，由于小行星位置的微小不确定性，不能完全排除未来的地球撞击。因此，天文学家需要使用复杂的撞击监测软件来自动计算撞击风险。
由位于南加州的NASA喷气推进实验室管理(JPL)的近地天体研究中心(CNEOS)会计算每一个已知近地天体轨道以此来改善撞击危险评估，进而为NASA行星防御协调办公室(PDCO)的工作提供支持。据悉， CNEOS已经用JPL在2002年开发的名为 “哨兵(Sentry)”的软件监测了NEA所带来的撞击风险。
Javier Roa Vicens表示：“第一版‘哨兵’是一个非常有能力的系统，已经运行了近20年，。它是基于一些非常聪明的数学（打造）。在一个小时内，你可以可靠地得到一个新发现的小行星在未来100年内的撞击概率--这是一个不可思议的壮举。”据悉， Vicens在JPL担任导航工程师时领导了“哨兵-II”的开发工作，最近他的阵地转移到了SpaceX 。
但有了“哨兵-II” ， NASA有了一个可以迅速计算出所有已知NEA的撞击概率的工具，其中包括原始哨兵系统没有捕捉到的一些特殊情况。“哨兵-II”在CNEOS“哨兵”表中报告风险最大的天体。
通过以这种新方式系统地计算撞击概率，研究人员使撞击监测系统变得更加强大、使NASA能够自信地评估所有潜在的撞击--其几率低至1000万分之几。
特殊案例
当一颗小行星在太阳系中旅行时，太阳的引力决定了它的轨道路径，而行星的引力也会以可预测的方式拉扯它的轨迹。“哨兵”系统对这些引力如何塑造小行星的轨道进行了高精度的建模以帮助预测其在未来很长时间内的位置。但它无法解释非引力，最重要的是由太阳的热量引起的热力。
随着小行星的旋转，太阳光会加热天体的日面。被加热的表面随后会旋转到小行星的阴暗面并冷却下来。红外线能量在冷却时被释放出来，在小行星上产生一个微小但持续的推力。这种现象被称为雅尔科夫斯基效应(Yarkovsky Effect) ，它在短期内对小行星的运动影响不大，但在几十年和几个世纪内可以大大改变其路径。

JPL导航工程师Davide Farnocchia指出：“‘哨兵’无法自动处理雅尔科夫斯基效应则成为了它的一个限制。每当我们遇到一个特殊情况--如小行星Apophis、Bennu或1950DA--我们不得不做复杂而耗时的人工分析。有了‘哨兵-II’ ，我们就不必再这么做了。”据悉， Farnocchia也曾帮助开发过“哨兵-II” 。