据美国《太空新闻》和Phys.org科学网报道，一块来自“猎鹰”9号火箭的上面级残骸将于今年8月5日前后撞击月球爱因斯坦环形山。据悉，这场由于火箭失控残骸坠毁引发的“撞击事件”已经被科学界重新定义为一场“被动式科学实验”。
报道指出，这个“摇摇欲坠”的火箭残骸来自去年执行月球着陆器运载任务的一枚“猎鹰”9号火箭，当时，火箭将两个月面着陆器送往月球轨道后，燃料最终耗尽后，相关残骸既没有办法安全进入深空，也无法返回地球在大气层中烧毁。
正所谓“无心插柳柳成荫”，原本是一次被外界诟病的“太空事故”，因为不可多得的科学价值而“因祸得福”。
科学家们认为，“猎鹰”9号火箭残骸与自然陨石撞击的随机性截然不同，该撞击体的质量、速度、撞击角度及入射方位均通过轨道递推高度已知，因此撞击过程的大量数据可供观测，这相当于向月球投放了一个参数明确的“人工可控震源”，其科学价值陡然上升。
因此，国外媒体认为，该事件在天体动力学上是一次难以复刻的“携带特定边界条件的冲击波实验”，因而备受各方关注。
也就是说，这次撞击为实时记录人工撞击月球提供了一次难得的观测机会，有助于未来在月球实施月震实验做好方案准备。
值得注意的是，撞击激发的月震波将穿过爱因斯坦环形山附近可能存在的月壳厚度突变区（月壳层突然增大）。通过推演撞击时刻激发的弹性波传播时差与衰减特征，科学界可将“阿波罗”登月计划遗留的月壳分层模型从十公里级精进至百米级，尤其针对月海玄武岩与高地斜长岩的过渡带力学性质，提供了良好的“硬约束”条件，为研究月球形成机制提高了良好的实验条件。
简单讲，科学家希望借助这次撞击深度了解月壳的浅层结构，同时获得月壳分层的百米级超高分辨率层析成像。在此之前，人类已知的月壳分层模型还是上世纪70年代的“阿波罗登月计划”留下的遗产（在月表遗留了4台月震仪），而当时的成像分辨率为20公里级。
而让科学家们兴奋的是，此次撞击的爱因斯坦环形山附近，恰好位于月球正面高地与月海边缘的过渡地带。这意味着撞击坑挖掘出的大量物质，很可能同时混杂着上覆的玄武岩碎屑和下伏的斜长岩基底碎片。
科学家通过分析撞击坑的最终形态和溅射物中两种岩屑的比例，结合高速摄像记录到的数据，反推冲击波在这个边界上损失了多少能量，最终通过这些实测数据，将使得月球地壳演化模型中的大量参数必须加以修正，甚至有可能因为新的观测数据，将之前人类对于月球的认识彻底推翻。
打个通俗比喻，以前我们只知道“这堵墙大概是水泥（玄武岩）和泡沫砖（斜长岩）砌的”，通过遥感数据我们只能猜它的结实程度。现在用4吨重的铁锤（火箭残骸）狠狠砸下去，通过听回声（地震波）和看砸出的碎屑（溅射物），我们就能强行测量出水泥和泡沫砖之间那道“粘合缝”的真实抗剪强度。
这个实测数值就是所谓的“硬约束”。它堵死了此前所有理论模型的猜测空间，让后续月震实验的仪器设计和着陆器缓冲方案有了可靠的物理支撑。
天然小行星为致密固态，而该上面级为铝合金薄壁压力容器。当前科学界的数值模拟对低强度、大尺度空心靶体的撞击破碎阈值存在较大争议。
而此次撞击事件为科学界提供了一个罕见的“极低耦合效率”碰撞基准，撞击体（火箭上面级残骸）在接触月壤瞬间将发生渐进式压溃，其能量耦合预计远低于实心陨石。
而这一物理模型的更新对未来人类空间站废弃舱段的受控坠落设计具有重要的工程意义。
总体上来说，此次撞击事件在客观上是一次“由商业航天活动偶然触发的、行星科学领域不可复制的自然实验”。其最大意义在于倒逼科学界利用既定事故，建立一套涵盖碰撞物理、轨道预测的深空事件应急观测。无论最终月震数据是否成功回传，该事件本身已成为人类地月空间活动监管能力与快速科学响应机制的试金石。
热门跟贴