一墨
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(左圖)和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(右圖)捕捉到了“鏢”撞擊小行星的畫面,撞擊產(chǎn)生高亮放射光線
由美國宇航局(NASA)發(fā)射的,名為“鏢”(DART)的飛行器,在太空飛行10個月之后,迎來它生命的最后一刻—9月26日,在距離地球1100萬公里的太空,總重600公斤的“鏢”以每小時2.4萬公里的速度向小行星“二形”(Dimorphos)發(fā)起了自殺式?jīng)_刺。
“鏢”的一舉一動,由美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室實時監(jiān)測。在現(xiàn)場直播的畫面上,“鏢”的機(jī)載攝像頭捕捉到小行星“二形”的逐秒圖像變得越來越大,直至在信號丟失之前填滿了直播屏幕。
這證實了“鏢”飛行器已經(jīng)墜入“二形”。這是人類首次行星防御演習(xí),旨在嘗試改變小行星運動軌跡,以防止小行星撞擊地球而帶來世界末日。
“這是‘人類的新時代’,這是一個我們可能有能力避免危險小行星撞擊而保護(hù)自己的時代,”美國宇航局行星科學(xué)部主任洛瑞·格拉茲在“鏢”撞擊后不久說,“非常了不起,我們以前從未有過這種能力?!?/p>
不過,人類歷史上從未遭受過行星撞擊帶來的滅頂之災(zāi)。美國宇航局這項籌劃了7年時間、耗資23億多元人民幣的“演習(xí)”,是否過于杞人憂天了?
根據(jù)美國宇航局的數(shù)據(jù),地球每天都遭受著來自太空100多次塵埃和沙粒大小顆粒物的轟炸;每隔兩千年左右,地球會遭受到一顆足球場大小的流星體撞擊;每隔幾百萬年,地球就會遭遇一個大到足以毀滅地球文明的天體撞擊。
目前很多科學(xué)家認(rèn)為,史前地球霸主恐龍的滅絕,就是因為6500萬年前,一顆直徑數(shù)千米大小的小行星撞擊地球。美國宇航局透露,近期有至少4顆小行星對地球造成近距離的威脅,其中一顆在今年3月撞上了地球,墜毀在格陵蘭島一帶。
2022年9月26日,被飛行器“鏢”(DART)撞擊的小行星“迪莫弗斯”
而在1908年6月30日,人類有史以來最嚴(yán)重的一次外來天體撞擊地球事件發(fā)生。當(dāng)日,一個直徑50至100米的火球狀天體,在俄羅斯西伯利亞的上空劃過,照亮了整個天空。當(dāng)“火球”觸地,地平線上產(chǎn)生了蘑菇狀的煙云。緊接著爆炸發(fā)生,巨響如雷,方圓1000公里之內(nèi),都能聽見此爆炸聲。這一爆炸產(chǎn)生的沖擊波,不僅把數(shù)百公里外的玻璃窗震碎,還把數(shù)百公里外的人給震倒—這威力相當(dāng)于5.0級的地震。
1908年6月30日,人類有史以來最嚴(yán)重的一次外來天體撞擊地球事件發(fā)生。
不僅如此,此次爆炸還將當(dāng)?shù)?137平方公里內(nèi)有著8000多萬棵樹木的原始森林夷為平地??茖W(xué)界將此事件稱為“通古斯大爆炸”。事后科學(xué)家研究得出,導(dǎo)致此次爆炸的外來天體,是一顆約有25層建筑大小的石質(zhì)小行星,其撞擊地球產(chǎn)生的爆炸威力,等同于10兆噸到20兆噸的TNT炸藥,比1945年投在廣島的原子彈威力還強1000多倍。
105年之后,一場類似“通古斯大爆炸”的事件,在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克的上空上演。2013年2月15日,一顆有5層建筑大小的小行星攜帶著刺眼的光芒沖進(jìn)車?yán)镅刨e斯克上空的大氣層,并以每秒19公里的速度向地面沖刺,在距地面22.53公里的地方爆炸。
當(dāng)時的爆炸威力相當(dāng)于44萬噸TNT炸藥的能量,方圓518平方公里的玻璃窗被其沖擊波震碎,有些建筑物也受到了不同程度的損害。據(jù)官方統(tǒng)計,現(xiàn)場有1491人在這場爆炸中,被震碎的玻璃片等東西割傷。此事件是通古斯大爆炸以來,地球遭遇的最大空中爆炸。
俄羅斯時任總理梅德韋杰夫表示,車?yán)镅刨e斯克事件證明了地球容易受到隕石襲擊,有必要建立一個應(yīng)對系統(tǒng),以在未來類似事件中保護(hù)地球。
事后,美國宇航局也于2016年成立了行星防御協(xié)調(diào)辦公室(PDCO),編列具有潛在危險的近地天體,研發(fā)如何使之遠(yuǎn)離地球的技術(shù),并協(xié)調(diào)其他機(jī)構(gòu)一同合作解決這些問題。
2013年2月15日,俄羅斯車?yán)镅刨e斯克,小行星向地面沖刺
2013年2月15日,小行星碎片墜入切巴爾庫爾湖中形成的窟窿
2013年2月25日,俄羅斯葉卡捷琳堡,當(dāng)?shù)貙嶒炇覍﹄E石碎片進(jìn)行研究
在行星防御領(lǐng)域,美國一直走在世界前列。早在1998年,美國宇航局就啟動了近地天體觀測計劃。2005年美國國會通過美國宇航局授權(quán)法,要求其在15年內(nèi),找到90%直徑在140米以上的近地天體。
如今,在人類已知的近2萬顆近地天體當(dāng)中,美國宇航局對它們的掌握已高達(dá)90%以上。
“鏢”項目則把行星防御從觀測階段推進(jìn)到實踐階段。在美國宇航局和約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室的合作下,2021年11月24日,“鏢”飛行器從加州范登堡空軍基地發(fā)射,按照規(guī)劃,于今年9月26日撞向了“二形”。
在10個月的太空巡航期間,“鏢”只能靠太陽能展板補充飛行所需的能量。在撞擊前的4小時,“鏢”是不受控制的,完全自主,只要發(fā)生點意外,“鏢”項目將會前功盡棄。
“鏢”最終目的地選擇在“二形”,也是經(jīng)過多重考慮的。其中主要因素是,“二形”有自己固定的運行軌道。由于“二形”像月亮一樣,被引力束縛在母星Didymos上,在“鏢”對“二形”實行撞擊之后,意外將其送上與地球碰撞路線的可能性不大。
在“鏢”完成自己的使命后,科學(xué)家表示,在大約兩個月后,他們才能確定“二形”小行星是否因為“鏢”的撞擊,出現(xiàn)軌道偏離。約翰斯·霍普金斯大學(xué)“鏢”項目協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人南希·查博特在新聞發(fā)布會上說:“我們期待知道‘鏢’撞擊‘二形’會發(fā)生什么,不過我們更想知道這對未來可能的應(yīng)用意味著什么?!?/p>
與此同時,南?!げ椴┨匾脖硎?,“鏢”此次碰撞只是一個輕推,類似于“將高爾夫球車推入大金字塔”。不過,“鏢”與防御真正的小行星撞擊之間,還是存在著某些關(guān)鍵區(qū)別:首先,“鏢”此次任務(wù)預(yù)選的小行星,本身不存在撞擊地球的風(fēng)險。其次,“二形”是雙星系統(tǒng)的一部分,而在近地小行星當(dāng)中,大約只有1/6是雙星。
面對行星撞地球的威脅,科學(xué)家經(jīng)過多年的研究探索之后,提出了很多方法,比如用核彈炸毀它們、利用航天器的引力改變它們的航向,以及利用激光擊碎它們等。其中,“鏢”在那些選項當(dāng)中,可以說是最簡單的之一,即擊中那些行星并改變它們原來的航向。
“鏢”雖然由美國宇航局和約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室領(lǐng)導(dǎo),但其他國家的科學(xué)家和工程師也為“鏢”項目的成功開展立下了汗馬功勞。為了更好地掌握“二形”的情況,在美國宇航局的協(xié)調(diào)下,世界各地和太空中的數(shù)十架望遠(yuǎn)鏡都監(jiān)視著“二形”與“鏢”的軌跡。
“鏢”此次碰撞只是一個輕推,類似于“將高爾夫球車推入大金字塔”。
“盡管‘鏢’是一項測試,但要想完成它,國際合作是必不可少的。因此在‘鏢’項目上,我們與歐洲以及世界其他各地的同事有著密切的合作?!眮喞D谴髮W(xué)月球和行星實驗室的艾倫·豪厄爾告訴媒體。
在“鏢”撞擊“二形”行星完成階段性任務(wù)之后,歐空局(ESA)的“赫拉”任務(wù)將在后續(xù)的探測工作里,扮演極為重要的角色。歐空局先前已和德國OHB航天公司簽署了一份價值1.294億歐元的合同,該項目主要由德國及15個歐洲國家共同資助。
這筆資金將用于建造太空探測器“赫拉”?!昂绽焙教炱鞯脑O(shè)計和集成,將由OHB負(fù)責(zé)完成。OHB還將與17個國家的航天公司合作,協(xié)助歐空局執(zhí)行首次行星防御任務(wù)。不出意外的話,“赫拉”航天器將于2024年10月由Ariane 6火箭發(fā)射。在太空航行兩年后,它預(yù)計在2026年12月抵達(dá)Didymos行星,并進(jìn)行至少6個月的近距離研究。
在行星防御領(lǐng)域的探索方面,中國作為航天大國也從未缺席。今年4月,中國國家航天局副局長吳艷華透露,中國正準(zhǔn)備建設(shè)近地小行星防御系統(tǒng),到“十四五”末期(大概2025年前后),中國將會嘗試對某顆小行星進(jìn)行抵近觀測,并實施就近撞擊,以此進(jìn)行“改變行星軌道”的技術(shù)實驗。
1969年7月21日,阿姆斯特朗在月球上留下“個人的一小步,人類的一大步”之宣言。如今“鏢”在天空的每一小步,也將是人類防御行星撞擊、保護(hù)地球的一大步。