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        23枚長(zhǎng)五可撞歪來(lái)襲小行星?

        2021-07-07 04:16:22張一帆
        環(huán)球時(shí)報(bào) 2021-07-07
        關(guān)鍵詞:末級(jí)小行星航天器

        本報(bào)特約記者 張一帆

        據(jù)香港《南華早報(bào)》6日?qǐng)?bào)道,針對(duì)可能撞擊地球的小行星,中國(guó)科學(xué)家已論證出有效的防御方法,可以使用23枚長(zhǎng)征五號(hào)火箭撞擊小行星、使其改變飛行軌道拯救地球。

        小行星撞擊是地球生命面臨的重大潛在災(zāi)難性威脅,發(fā)生概率極低,但一旦發(fā)生危害極大。小行星在地球歷史上多次撞擊地球,甚至造成生態(tài)環(huán)境災(zāi)變和物種滅絕。小行星撞擊被認(rèn)為是恐龍滅絕的主要原因。為提高人們對(duì)小行星撞擊危害的認(rèn)識(shí),每年6月30日被定為國(guó)際小行星日。為了防范小行星撞擊地球,各國(guó)科學(xué)家“腦洞大開(kāi)”,理論上設(shè)計(jì)出許多手段,比如核爆、動(dòng)能撞擊、激光燒蝕、離子束牽引、引力拖曳、質(zhì)量驅(qū)動(dòng)等,破壞小行星的結(jié)構(gòu)或偏轉(zhuǎn)小行星的軌道。其中,核爆手段就是利用核爆炸產(chǎn)生的巨大推力將小行星推離原來(lái)的軌道,讓它不直接沖地球來(lái)就行了。但這種手段也存在風(fēng)險(xiǎn),就是可能將原來(lái)的一顆小行星炸成數(shù)個(gè)乃至數(shù)十個(gè)更加微小的行星,反而增加了地球面臨的風(fēng)險(xiǎn)。因此從目前情況看,動(dòng)能撞擊的方式最具有可操作性。

        在運(yùn)用動(dòng)能撞擊小行星改變其軌道方面,美國(guó)的研究最早,但未能有效解決在短期預(yù)警時(shí)間條件下有效防御直徑140米級(jí)危地小行星的問(wèn)題。對(duì)此,中國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)出航天器火箭末級(jí)組合動(dòng)能撞擊方案,簡(jiǎn)稱(chēng)“末級(jí)擊石”:即航天器進(jìn)入深空逃逸軌道后,火箭末級(jí)與航天器不實(shí)施星箭分離,由航天器操控末級(jí)組合體撞向危地小行星,從而充分利用火箭末級(jí)的剩余重量,提升撞擊小行星的動(dòng)量,進(jìn)而提升促使小行星軌道偏轉(zhuǎn)的能力。

        《南華早報(bào)》稱(chēng),經(jīng)過(guò)仿真測(cè)算,中國(guó)可以接連發(fā)射23枚長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭,對(duì)“貝努”小行星進(jìn)行接連撞擊,就能達(dá)到改變其軌道的目的。美國(guó)國(guó)家航空航天局和勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室2018年曾經(jīng)提出“超高速小行星遷移任務(wù)應(yīng)急響應(yīng)”的研究項(xiàng)目,就是發(fā)射75枚“德?tīng)査蘒V”重型火箭,接連撞擊來(lái)襲小行星,改變其飛行軌跡。與美國(guó)方案相比,中國(guó)的技術(shù)路線(xiàn)所需發(fā)射的航天器數(shù)量要少很多,成本更低,需要的準(zhǔn)備時(shí)間更少。美國(guó)方案需要25年預(yù)警時(shí)間,中國(guó)方案則只需要10年的預(yù)警時(shí)間。

        《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者查閱公開(kāi)報(bào)道和相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn),中科院官網(wǎng)7月初發(fā)布了一篇題為“空間中心提出應(yīng)對(duì)潛在威脅小行星的‘末級(jí)擊石防御方案”的文章。文章稱(chēng),針對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)能撞擊(CKI)在短期預(yù)警時(shí)間條件下無(wú)法有效防御直徑140米級(jí)危地小行星的問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院復(fù)雜航天系統(tǒng)電子信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室多位專(zhuān)家、中國(guó)空間技術(shù)研究院北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所專(zhuān)家、中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京宇航系統(tǒng)工程研究所專(zhuān)家合作,設(shè)計(jì)出航天器火箭末級(jí)組合動(dòng)能撞擊方案(AKI,簡(jiǎn)稱(chēng)“末級(jí)擊石”)。參考長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的技術(shù)參數(shù),假設(shè)火箭末級(jí)重量為6.5噸,以偏轉(zhuǎn)直徑約492米的“貝努”小行星軌道為例,研究人員開(kāi)展了數(shù)值仿真。結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)動(dòng)能撞擊方案,利用單發(fā)長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)射“末級(jí)擊石”任務(wù)的偏轉(zhuǎn)效果可等效于三發(fā)長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)射傳統(tǒng)動(dòng)能撞擊任務(wù)的偏轉(zhuǎn)效果。

        該文章稱(chēng),對(duì)于十年內(nèi)偏轉(zhuǎn)直徑140米的小行星軌道,偏轉(zhuǎn)距離可由不足一倍地球半徑提升至一倍地球半徑以上,為十年預(yù)警時(shí)間條件下偏轉(zhuǎn)直徑140米級(jí)危地小行星提供了一種潛在的高效技術(shù)手段。▲

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