一枚SpaceX猎鹰九号火箭的末级,已经在一条高度椭圆的轨道上漂了好几个月。而到了今年8月,它将一头撞向月球。对天文学家来说,这倒不完全是坏消息,这次撞击大概率是可被观测到的,他们已经打算好好利用这个难得的机会。

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—8月5日凌晨,月球上将迎来一场“人造陨石”

一篇尚未经过同行评审的最新论文详细描述了,当这枚火箭在美东时间8月5日凌晨2点44分坠落到月球爱因斯坦撞击坑(Einstein Crater)附近时,天文学家们应该能观测到什么景象。论文作者指出,从地球的视角看,撞击点将位于月球东侧边缘、处于阳光照射下的区域。地面和太空中的天文台,理论上都应该能够捕捉到撞击闪光、抛射出的尘埃羽流,以及最终形成的撞击坑。

“我们鼓励专业和业余天文学家都尝试观测这一事件。”

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—这枚火箭是怎么“流浪”到现在的

这枚注定要坠毁的火箭,是猎鹰九号的末级火箭残骸。它于2025年1月15日从美国NASA肯尼迪航天中心发射升空,当时搭载的是萤火虫航天(Firefly Aerospace)的“蓝色幽灵”(Blue Ghost)着陆器和日本ispace公司的“坚韧”(Resilience)着陆器。在把两台着陆器送上奔月轨道之后,这枚火箭末级本应返回地球大气层,但未能成功再入,从此变成了一段漂浮在太空中的“太空垃圾”。

独立轨道分析师、天体追踪软件Project Pluto的开发者比尔·格雷(Bill Gray)在今年4月率先向外界预警了这次即将发生的撞击。他利用自己开发的程序分析了这枚火箭末级的轨道,推算出了它未来的运行路径,并计算出了最有可能发生撞击的具体日期、时间和速度。据他估算,这枚火箭撞向月球时的速度将超过每小时5400英里(约合每小时8700公里),相当于七倍音速。

格雷正是这篇新论文的共同作者之一。他和同事们把自己的追踪数据输入到一套先进的物理模拟系统中,从而更清晰地还原出了这次撞击可能呈现出的画面。

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—一次撞击,会留下多大的坑?

这枚火箭残骸大约长39英尺(约12米)、宽13英尺(约4米),重约8800磅(约4000公斤)。由于它本质上是一个中空的金属壳体,模拟结果显示,撞击发生时它会被直接压垮,在月球表面砸出一个宽约66到98英尺(约20米出头)的新撞击坑。与此同时,撞击还会扬起大量月尘,形成的尘埃羽流预计能延伸到月表以上数英里的高度。

论文还提到一个有意思的细节:就在撞击发生前,这枚火箭末级还会从韩国的“探路者号”月球轨道器(Korean Pathfinder Lunar Orbiter)附近掠过,两者相距仅几公里。这台轨道器搭载了一系列科学仪器,理论上有可能借此机会采集到一些关于这枚火箭坠落过程的数据,不过具体能否成功还有待观察。比较遗憾的是,NASA的“月球勘测轨道飞行器”(Lunar Reconnaissance Orbiter)在撞击发生时,恰好会飞越月球的另一个区域,因此无法用它的紫外仪器,对撞击扬起的气体进行观测分析。

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—普通人要怎么才能看到这场撞击?

对地面观测者来说,想要看清这次撞击,需要在完全黑暗的环境下用望远镜进行观测。由于预计撞击时间是美东时间凌晨2点44分,这意味着,只有身处南美洲,以及北美洲中低纬度地区的观测者,才有比较大的机会真正看到这一幕。虽然理论上白天也可以尝试观测,但难度会大很多。

撞击发生时月球所处的位置,也给观测地点带来了一定限制。月球必须位于当地地平线以上,地面观测者才有可能看到撞击过程——这就直接排除了身处夏威夷和阿拉斯加的观测者。

“由于月球在天空中位置越高,观测效果就越好,所以整体条件更利于身处北美洲、且不在西海岸地区的观测者。”

论文作者还建议,有意观测的人最好在撞击发生前一天先做一次“彩排”,提前确认自己能找到最佳观测位置,并检查好设备是否一切正常。

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—一场“事故”,也是一次科研机会

能够实时记录下这样一次人造天体的撞击过程,对天文学家来说是极其难得的机会。这不仅有助于他们更深入地了解月球撞击事件中尘埃和羽流的运动规律,也能帮助研究人造太空碎片撞击可能带来的潜在风险。此外,这次观测还将检验一套用于精确预测撞击点位置的方法,而这套方法未来或许能为月球地震实验等研究提供帮助。

参考

https://gizmodo.com/a-stray-spacex-rocket-will-crash-into-the-moon-next-month-heres-what-you-should-know-2000789277