孫文德

在2013年2月15日，一顆直徑約15米、重達(dá)7000噸的隕石以每秒約18千米的速度沖進(jìn)大氣層，在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克地區(qū)墜落。其釋放出的能量相當(dāng)于20顆原子彈，地球由此遭遇了百年來最大的一次隕石沖擊，俄羅斯當(dāng)?shù)赜馇癖娨惨虼耸艿絺?。這一事件讓更多的人發(fā)出疑問：這樣的“天外來客”哪天會(huì)造訪我們居住的城市?現(xiàn)有技術(shù)能在多大程度上確保地球的安全?面對(duì)這次隕石落地的巨大沖擊波，科學(xué)家又在想些什么、做些什么?

科學(xué)家希望開發(fā)出能夠?qū)ο鄬?duì)較小但仍具有潛在毀滅性影響的流星、彗星和小行星撞擊地球的威脅進(jìn)行精確預(yù)測和定位的技術(shù)，在撞擊事件發(fā)生前的數(shù)天或數(shù)周內(nèi)發(fā)出預(yù)警，及時(shí)疏散有可能受到威脅地區(qū)的人員。

此次給俄羅斯車?yán)镅刨e斯克地區(qū)帶來巨大影響的流星體撞擊事件，以及隨后一顆編號(hào)為2012DA14的小行星在地球上空27000千米處與地球擦肩而過之后，科學(xué)家紛紛提出應(yīng)對(duì)此類事件的各種計(jì)劃。

發(fā)射小型太空飛船

“俄羅斯逾千人受傷這一事實(shí)表明，是該采取行動(dòng)的時(shí)候了，而不再只是被動(dòng)地應(yīng)對(duì)這類事件?！泵绹钐债a(chǎn)業(yè)公司負(fù)責(zé)人里克·圖姆利森表示。該公司準(zhǔn)備在10年之內(nèi)推出一系列小型飛船，這些小型飛船計(jì)劃承擔(dān)對(duì)近地小行星上金屬和礦石的探測任務(wù)。

如今，這批小型飛船組成的太空艦隊(duì)也可用于監(jiān)測一些對(duì)地球產(chǎn)生威脅，但因較小而難以被發(fā)現(xiàn)的小行星和流星?？偛吭O(shè)在弗吉尼亞州麥克林的深太空產(chǎn)業(yè)公司，計(jì)劃在今后4年里耗資1億美元建造10艘小型太空飛船。

架設(shè)阿特拉斯預(yù)警系統(tǒng)

夏威夷大學(xué)提出了一個(gè)更簡單、更經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，被稱為“空間物體與地球相撞先進(jìn)預(yù)警系統(tǒng)”，簡稱阿特拉斯系統(tǒng)。這一系統(tǒng)由美國航空航天局投資500萬美元建立，將包括8個(gè)望遠(yuǎn)鏡組成的監(jiān)測網(wǎng)，每架望遠(yuǎn)鏡都配備有強(qiáng)大的攝影裝置。該監(jiān)測系統(tǒng)將建立在空氣清新的夏威夷群島上，以獲得更為精確的觀察結(jié)果。夏威夷大學(xué)天文學(xué)家約翰·托恩瑞教授說道，阿特拉斯系統(tǒng)將于2015年開始正式運(yùn)行，其靈敏度相當(dāng)于可在舊金山的位置檢測到紐約城里一根火柴的火焰。他說，阿特拉斯系統(tǒng)將能夠在1周前發(fā)出“城市殺手”撞擊地球的預(yù)警，3周前發(fā)出“郡縣殺手”的預(yù)警?！斑@將使人們有足夠的時(shí)間撤離危險(xiǎn)地區(qū)，并采取措施保護(hù)建筑物和其他設(shè)施，并對(duì)小行星落人海洋可能引起的海嘯盡快應(yīng)對(duì)?！蓖卸魅鹧a(bǔ)充說道。

啟用紅外線望遠(yuǎn)鏡

行星防御專家呼吁盡快將紅外線波長望遠(yuǎn)鏡用于太空監(jiān)測。紅外線望遠(yuǎn)鏡可敏感感知小行星從太陽獲得的熱量，因此不僅可以發(fā)現(xiàn)一些難以探測到的小行星，還可以更好地預(yù)估某顆小行星的大小。美國航空航天局于2009年12月發(fā)射的廣域紅外線巡天探測衛(wèi)星是為多任務(wù)研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)的，在2011年其冷卻劑耗盡之前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了130顆近地小行星、21個(gè)潛在危險(xiǎn)物體和17顆彗星。在過去15年里，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)和確定了直徑在800米以上的這類近地太空物體的95％，這類太空飛石如果擊中地球，將給地球文明帶來毀滅性的破壞。但是，直徑30米或更大一些的小行星現(xiàn)在只發(fā)現(xiàn)了不到1％，這類太空物體便包括了2月15日經(jīng)過地球的2012DA14小行星。直徑達(dá)45米的2012DA14，其大小相當(dāng)于1908年撞擊西伯利亞通古斯的隕石(通古斯大爆炸產(chǎn)生的沖擊波將2100平方千米的森林夷為平地)。

這次在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克地區(qū)上空爆炸的小行星則要小得多，估計(jì)直徑約為15米，重約7000噸，落地前在高空中爆炸分解成碎片。該物體進(jìn)入大氣層時(shí)沒有被發(fā)現(xiàn)。

據(jù)天文學(xué)家估計(jì)，類似俄羅斯車?yán)镅刨e斯克的隕石事件規(guī)模，即小行星撞擊地球事件平均每100年發(fā)生一次。然而，一些更小的太空物體往往在沒有預(yù)警的情況下，以驚人的巨響和壯觀的爆炸突如其來地降臨地球。雖然這類小行星事件很少或沒有給地球造成很大損失，但它們的頻繁造訪給地球帶來了很大的潛在威脅。

制訂快速預(yù)警合作計(jì)劃

俄羅斯隕石事件引起了國際社會(huì)的高度重視，聯(lián)合國和平利用外層空間委員會(huì)的一個(gè)小組委員會(huì)迅速在維也納舉行會(huì)議，討論與太空技術(shù)相關(guān)的幾個(gè)問題，其中就包括如何應(yīng)對(duì)彗星和小行星帶來的危險(xiǎn)。美國眾議院科學(xué)空間技術(shù)委員會(huì)也正在擬訂更好地協(xié)調(diào)近地天體搜索工作的計(jì)劃，制訂對(duì)地球有威脅太空物體的預(yù)警和快速反應(yīng)合作計(jì)劃。2008年發(fā)生的一次太空物體進(jìn)入地球事件，突顯了這類合作的緊迫性。當(dāng)時(shí)一個(gè)直徑1.5米～2.1米、重約80噸的太空物體突然在蘇丹和埃及邊界上空爆炸，明亮的火球爆發(fā)出相當(dāng)于2000噸炸藥爆炸的威力。

過去5年里，美國已發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了90％～95％的近地太空物體，目前，三個(gè)主要的太空物體監(jiān)視項(xiàng)目正在運(yùn)行之中，美國海軍建立的跟蹤衛(wèi)星和軌道碎片的新空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目也即將開始運(yùn)作。2012年11月，澳大利亞和美國簽署了一項(xiàng)在澳大利亞安裝望遠(yuǎn)鏡和空間監(jiān)視雷達(dá)的協(xié)議。此外，美國在智利阿塔卡馬沙漠建立的大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡，可將南半球的天空全景盡收眼底。美國宇航員拉塞爾·施維考特認(rèn)為，盡管有眾多望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)夜空，然而在地面觀測始終有其自身局限。在“阿波羅9”號(hào)飛行任務(wù)結(jié)束后，施維考特一直投身于防御地外小行星的事業(yè)中。

地面望遠(yuǎn)鏡主要用以觀察可見光波段。在天氣良好的情況下，能夠捕捉到的可見光取決于小行星的大小、距離及構(gòu)成成分。據(jù)估計(jì)，大多數(shù)近地物體的反射光相當(dāng)于陰暗潮濕的土壤，最暗時(shí)則像木炭一樣。而那些又小又暗的小行星，直到與地球非常接近時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。此外，如果小行星的軌道周期與地球軌道周期十分接近，就很難獲得跟蹤它所需要的足夠多的信息。原因在于，如果二者的軌道周期非常接近，小行星在很多時(shí)間里都處于地球觀察者的視線之外?！凹僭O(shè)一顆小行星繞太陽一圈的時(shí)間為360天，在5年～10年時(shí)間里，它每年都在你的視野范圍里。但是，在接下來的三四十年時(shí)間里，你將無法獲得關(guān)于它的任何消息，對(duì)它的活動(dòng)也將一無所知?！笔┚S考特說。

美國B612基金會(huì)是一個(gè)非盈利的、獨(dú)立的近地小行星專家組織，其在太空繞太陽軌道上安裝紅外線望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)任務(wù)已接近尾聲——該設(shè)計(jì)建立在開普勒行星探測飛船的基礎(chǔ)上。在相當(dāng)于金星距離太陽的有利位置上，該望遠(yuǎn)鏡可以回望地球，在廣袤無垠的太空背景上，通過小行星反射太陽的熱量和光亮，看清楚出現(xiàn)在與地球軌道交叉處或靠近地球軌道的太空物體。施維考特說，紅外線望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)目標(biāo)是檢測90％直徑在140米以上的近地天體。如果一切順利的話，美國B612基金會(huì)計(jì)劃于2018年發(fā)射首個(gè)由私人資助的小行星探測飛船。