第十四期：小天体探测与防御中的颗粒动力学

讲座信息

讲座题目：小天体探测与防御中的颗粒动力学

讲座嘉宾：程彬（清华大学)

时间：5月18日下午4点

地点：北航沙河主楼D座10层东

讲座摘要

实施小天体探测与防御任务，对探索行星形成、寻找生命起源、防御其撞击地球、以及空间资源开发利用具有重要的科学意义。过去几十年间，国际上已进行了多达十七次小天体探测任务，探访了三十余颗小天体，而在接下来的数年，还将有至少八次专门的小天体探测与防御任务，探访至少13颗不同的小天体。而我国也将于2025年前后实施近地小行星2016HO3采样返回和主带彗星311P环绕探测任务，并择机实施小行星防御在轨演示验证任务。可以判断，小天体探测与防御的热潮已经悄然来临。

不同于月球、火星等大质量探测目标，尺寸仅为十米至千米量级的小天体质量小、引力弱（约10^-4G）、形状不规则，且其内部由松散的岩石在引力作用下聚合而成，地表也覆盖一层处于微重力下、尺寸在几毫米至几十米的碎石颗粒，被称为“碎石堆结构”。这一特殊的地质结构在空间复杂环境作用下，会出现失稳、流动、溅射等动力学响应，表现出结构无序、多尺度、强非线性等特点，给任务带来了极大的挑战和风险；与此同时，构成小天体的空间颗粒系统独特的力学特性，又关系到太阳系行星形成与演化的基本规律。因此，本团队紧密结合我国未来深空探测任务的迫切需求，着眼于小天体上处于弱引力环境下的碎石颗粒物质，自主开发了计算效率处于国际领先水平的小天体颗粒模拟软件，揭示了小天体形貌演化的内在动力学机理，阐明了探测器与弱引力风化层接触作用的本征机制，对未来我国的小天体探测与防御工程将具有一定的理论意义与工程应用价值。

嘉宾介绍

程彬，1995年生，分别于2016年和2021年获得清华大学工程力学学士和航空宇航科学与技术博士学位，现为清华大学博士后。主要从事太阳系小天体的动力学演化与接触探测研究，在Nature Astronomy等杂志发表多篇学术论文，入选全国“博新计划”，曾获北京市优秀博士论文、清华大学优秀博士论文。研究成果已成功用于国际小天体探测任务的数据分析中，并受邀参与我国“天问二号”小行星探测任务、动能撞击偏转小行星在轨验证任务和“中国复眼”超大分布孔径行星雷达的论证设计中，学术成果被国际科技媒体如Space.com、Phys.org、Europa Press、Newsbreak、科技日报、人民网等以封面故事或详细长文形式报告，涵盖汉语、英语、俄语、日语、西班牙语、德语等多语种，在国际范围内引发了广泛关注。