几个月前,一枚猎鹰9号火箭执行了将Firefly Aerospace公司的“蓝色幽灵1号”月球着陆器送入太空的任务。助推器在完成任务后受控分离,上面级则继续将载荷推往地月转移轨道。按照常规流程,上面级在耗尽燃料后会被遗弃在太空中,成为又一块绕着太阳或地球运转的空间碎片。然而这一次,这截大约4吨重的金属筒体没能安静地漂走,反而在太阳活动和地球、月球引力的牵拉下,缓缓踏上了通往月球的意外旅程。
本周二,NASA正式宣布了它的终局:这枚失控的猎鹰9号上面级,预计将在英国夏令时7时35分前后撞击月球表面。撞击点位于月球南极附近,夹在爱因斯坦陨石坑和贝尔陨石坑之间。根据NASA的测算,撞击将留下一个直径约60英尺(合18米)、深度约12英尺(合3.7米)的陨石坑——在灰色的月海上,这将被长久地保存下来。
率先发现这个“不速之客”的并不是专业航天机构的望远镜,而是利用公开太空监测数据搜寻天体的业余天文爱好者。他们根据已有轨道信息,从公开的观测档案中识别出这枚上面级正在靠近月球。随后,NASA位于加州喷气推进实验室的近地天体研究中心(CNEOS)对数据进行了复核,确认了即将发生撞击。CNEOS平时的工作是追踪绕日运行的小行星和彗星,评估它们撞击地球的概率,这次却被用来给一块来自地球的太空垃圾算出一条撞月轨迹,多少有些讽刺。
上面级之所以会偏离预定轨道并撞向月球,用NASA的话说,是“太阳活动与引力作用”的结果。在太空中,失去动力的火箭级段会受到太阳辐射压力、地球形状非球形引力摄动以及日月引力的综合影响,轨道会缓慢演化。这枚上面级的特点在于,它的轨道刚好处在会被月球引力捕获的脆弱区间里,几经拉扯之后,最终被拽向了月表。这一过程虽然听起来带点偶然,但在轨道力学上并不稀奇,只是这一次被地面看清了。
撞击本身的规模并不算大,月球每隔一段时间就会被大大小小的天然流星体撞上,其中不少的能量远在这截火箭之上。关键的区别在于,月球没有大气层来充当刹车。哪怕是一块手指头大的碎屑,也能以每秒几公里甚至十几公里的速度直接砸到月面,轰出一个比自身大得多的坑。这枚4000公斤的金属筒体以数倍音速的速度撞上去,产生的坑规模和它自身的重量相比,其实算不上夸张。
NASA强调,这次撞击对地球安全没有任何威胁。由于距离太远,地球上任何望远镜都无法直接捕捉到撞击发生的瞬间画面。不过,NASA马歇尔太空飞行中心的流星体环境办公室计划在撞击前后使用专门设备对目标区域成像,以获得撞击坑形成前后的一系列对比照片。对科学家来说,这是一次难得的受控观测机会,相当于在月球上放了一个已知质量和速度的撞击体,去观察月表被撞击后的真实反应。
NASA的声明中还将这种方式称为“技术上可接受且安全的处置手段,在某些情况下甚至是低月球轨道任务唯一可行的选项”。以往也有过将耗尽燃料的上面级故意撞向月球的操作,既能避免在拥挤的地球同步轨道或地月空间留下不受控的碎片,又能顺便为科学研究提供数据。这一次虽然不是有意的,但科学家打算顺势而为,收集有关空间物体追踪以及月球地质的信息,尤其是关注撞击溅射物——被冲击力掀起并抛洒出去的尘埃、岩石碎屑的飞行轨迹和分布。这些溅射物会像指纹一样,告诉人们月表浅层的物质构成,以及有无水冰痕迹。
把视线拉远一点,月球其实一直是一个沉默的靶子。它每年要承受成百上千次来自流星体和微流星体的撞击,由于没有大气层烧掉提早安逸,这些撞击直接在月面堆叠出层层、密密的新老坑洞。人类制造的物体撞上月球极为罕见,上一次引发关注的类似事件还要追溯到几年前。对于正在加速推进月球探索的地球而言,每一次这样的“人造撞击”都在重复同一个事实:哪怕是一块被遗忘的火箭级段,也足以在另一个天体表面留下一个数十年不灭的印记。
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