OSIRIS-REx 目标小行星 (101955) Bennu 的轨道与体密度

OSIRIS-REx 小行星采样返回任务的目标小行星 (101955) Bennu（前身为 1999 RQ$_{36}$）是一颗半公里级的近地小行星，其轨道受到极其严格的约束。1999 年至 2013 年的广泛光学天体测量数据集，以及 1999 年、2005 年和 2011 年对 Bennu 的高质量雷达延迟测量，揭示了雅科夫斯基效应的作用，其平均半长轴漂移率为 $da/dt = (-19.0 \pm 0.1)\times 10^{-4}$ au/Myr 或 $284\pm 1.5\;\rm{m/yr}$。该结果的准确性关键取决于观测和动力学模型的保真度。例如，忽略近距离飞越期间地球的相对论摄动会对 $da/dt$ 产生 $3\sigma$ 显著性的轨道影响。轨道对纯引力动力学的偏离使我们能够推导出雅科夫斯基效应的加速度，而 Bennu 已知的物理特征使我们能够独立模拟热辐射产生的力。结合这两项分析，得出体密度为 $\rho = 1260\pm70\,\rm{kg/m^3}$，这表明对于可能的类比陨石体密度而言，其宏观孔隙度在 $40\pm10$% 范围内，暗示其内部为碎石堆结构。相关的质量估计为 $(7.8\pm0.9)\times 10^{10}\, \rm{kg}$，$GM = 5.2\pm0.6\,\rm{m^3/s^2}$。Bennu 的地球近距离飞越在 1654--2135 年区间内是确定性的，超出该范围后的预测则具有统计性质。特别是，2135 年的近距离飞越很可能在地月距离之内，并导致强烈的散射，从而在随后的 2175--2196 年间产生 numerous 潜在的撞击。2196 年的最高单次撞击概率为 $9.5\times 10^{-5}$，累积撞击概率为 $3.7\times 10^{-4}$，导致累积 Palermo 标度为 -1.70。