百亿美金太空望远镜发射半年遭遇五次微流星体撞击，我们可以从中学到什么？

5月下旬，一颗微流星体击中了詹姆斯▪韦伯望远镜的一片主镜，但负责操作该望远镜的美国宇航局团队预计这次撞击不会对望远镜数据产生重大影响。詹姆斯▪韦伯望远镜想象图（来源NASA）詹姆斯▪韦伯望远镜是人类有史以来耗费最多的太空望远镜。自上世纪90年代立项后，几经更迭，被冠以“鸽王”称号。最终于 2021 年底发射，并在2022年 1 月到达目标轨道——日地L2点。之后工程团队一直在调试设备，为科学观测做准备，最精致、最棘手的部分是它的主镜，它是由 18 个较小的六边形镜子组成的，上面涂有黄金。

小行星、微流星体、流星、火球、陨石概念（来源NASA）除了太阳、八大行星及其卫星、矮行星、小行星和彗星，太阳系中充满了不计其数、浩如烟海的微流星体，他们大部分是来自彗星或者小行星解体后的碎片，也可以认为他们是大天体解体后的“渣渣”。微流星体的主要成分是岩石和金属，尺寸一般为微米和毫米级，也有厘米级甚至更大的微流星体。一般来说，尺寸越小的颗粒，在轨道上分布的通量越高，但对航天器危害越小。反之，尺寸越大的颗粒，数量越少，一旦撞击导致的危害也越大。除了数量多之外，日地L2点轨道恰好处于外太阳系物质向内太阳系迁移的动力学流形通道上。所以有一颗微流星体偶然撞上詹姆斯▪韦伯望远镜并不意外。

日地系统引力势肼（来源网络）

事实上，韦伯设计团队在发射前就预计到了韦伯可能会遭遇微流星体撞击事件，其镜子被设计成能够承受小的撞击，并在航天器发射前进行了数值模拟和地面测试。发射半年后，韦伯望远镜运行团队，已经监测到4起微流星体撞击事件，都在预期范围内。但这一次撞击比前4次都更为严重，超出了美国宇航局团队在地面上数值模拟和实际测试的范围。也表明，L2点微流星体环境的复杂性。对于流星雨这种具有规律性的撞击事件，望远镜的操作人员能够预测并通过轨道姿态机动来规避。但对于偶发微流星体，其运行轨道具有随机性，难以直接预测和规避。此前，欧空局发射的“引力波探路者”也监测到多起微流星体撞击。一定程度上可以认为，几乎所有运行在太空的航天器都不可避免会遭遇偶发微流星体的撞击。认识偶发微流星体的运行模式和分布规律，并加强防护可能是唯一途径。

欧空局引力波探路者（来源NASA）虽然这次撞击对数据的影响大到可以察觉，但观测小组发现，望远镜未来的图像不会因为这次撞击事件退化得太严重。目前，JWST 的性能仍然远远高于其计划中的科学观测所需要的水平。但微流星体撞击不可避免会使得望远镜性能退化。美国宇航局已经专门成立了一个工程师小组，研究如何减缓微流星体撞击危害的方法。他们将于马歇尔航天中心的微流星体专家合作，以便更好地预测望远镜性能如何变化，优化操作方法，以确保韦伯望远镜性能在寿命期内满足科学要求。韦伯望远镜对这类微流星体撞击特别灵敏，其主镜面积达到25.4平方米，遮阳板面积相当于一个小型网球场，因此韦伯望远镜可以看作一个测量微流星体通量的高灵敏“传感器”，对我们认识微流星体的通量、分布、速度等具有重要意义，将为我们未来的航天探索活动提供有益的基础数据。

图片来源 （spaceth.co）未来我国将开展月球科研站、载人登月建设，月球上没有大气，微流星体可以长驱直入，要保障月面设施和航天员安全，需要充分重视微流星体的研究和防护。