陳勁松

2022 年9 月26 日晚7 時(shí)14 分， 美國(guó)航空航天局（NASA）的航天器成功撞上距離地球約1140 萬公里的小行星“迪莫弗斯”。此次撞擊目的在于嘗試改變“迪莫弗斯”的運(yùn)行軌道，驗(yàn)證通過動(dòng)能撞擊的方式偏轉(zhuǎn)近地小行星的可行性。

NASA 行星科學(xué)部主任格拉斯興奮地表示：“我們正在進(jìn)入人類的新時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，我們可能將擁有保護(hù)地球免受小行星撞擊的能力，人類以前從未擁有過這種能力?！?h3>小行星撞擊的后果

從誕生開始，地球就一直遭遇小行星的轟擊。但受到地質(zhì)運(yùn)動(dòng)影響，目前地球上只有一個(gè)容易辨認(rèn)的撞擊坑，美國(guó)亞利桑那州一公里寬的隕石坑，巴林杰隕石坑，這個(gè)坑的撞擊發(fā)生在5 萬年前。

更大的隕石坑只能靠地質(zhì)發(fā)掘來確認(rèn)，如墨西哥?？颂K魯伯隕石坑，綿延近200 公里。這是6600 萬年前災(zāi)難性碰撞的遺跡。當(dāng)時(shí)一個(gè)直徑約10 公里的小行星墜入地球，撞擊產(chǎn)生的塵埃和火山灰云籠罩著地面，并改變了之后幾個(gè)世紀(jì)的全球氣候。地球上大約75% 的動(dòng)植物物種因此滅絕，包括統(tǒng)治了地球1.6 億年的霸主——恐龍。

最近一次大規(guī)模的小行星撞擊發(fā)生在1908年，一個(gè)直徑約50 米的小行星進(jìn)入了俄羅斯上空的大氣層。這一次是在高空爆炸，所以沒有任何隕石坑，但爆炸夷平了半徑30 公里內(nèi)的數(shù)百萬棵樹木。幸運(yùn)的是，這發(fā)生在人口稀少的通古斯卡河谷，所以幾乎沒有人員傷亡。

如果在當(dāng)代，小行星的撞擊會(huì)帶來什么后果呢？

20 世紀(jì)60 年代，一本名為《路西法之錘》的小說暢銷，這本書描述了一顆直徑5 公里的小行星撞擊地球的后果。撞擊引發(fā)了大規(guī)模的火山噴發(fā)，海嘯將全球的沿海城市橫掃一空，瘟疫暴發(fā)，氣候變化，洪水泛濫淹沒莊稼，迫使原本體面的人們?nèi)テ蛴?、偷竊，最終同類相食。殘存的國(guó)家政權(quán)相互猜疑，引發(fā)了全球核戰(zhàn)，人類徹底滅亡。

1999 年，天文學(xué)家在意大利城市都靈召開會(huì)議，討論小行星撞擊的威脅。在會(huì)上，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)單位來衡量撞擊的規(guī)模，這個(gè)單位被命名為都靈秤，大小從1 到10。如果撞擊可能性很小，則危險(xiǎn)等級(jí)為1，有可能撞擊等級(jí)為3，幾乎肯定撞擊則等級(jí)為8。

目前，在人類的觀測(cè)范圍內(nèi)，只有一顆名為阿波菲斯的小行星危險(xiǎn)等級(jí)超過1。這是一顆直徑為350 米的小行星，危險(xiǎn)等級(jí)高達(dá)4。如果它撞擊地球，釋放的能量相當(dāng)于11 萬顆在廣島爆炸的原子彈。從2004 年發(fā)現(xiàn)它開始，各國(guó)天文臺(tái)一直對(duì)其保持著密切的觀察，它將于2029 年靠近地球，大概率是擦肩而過，但如果有個(gè)萬一，人類歷史將就此改變。

幸好從人類掌握航天能力開始，預(yù)防小行星撞擊的計(jì)劃就被提上日程。

人類行星防御簡(jiǎn)史

1967 年，阿波羅計(jì)劃確定，美國(guó)掀起一股太空浪潮。麻省理工學(xué)院的一位教授給自己的學(xué)生布置了一個(gè)作業(yè)。在那年，一顆直徑1 公里的小行星伊卡洛斯接近近地點(diǎn)，這位教授假設(shè)伊卡洛斯將在一年之后撞擊地球，要求學(xué)生設(shè)計(jì)方案來拯救人類。

學(xué)生們決定，將阿波羅飛船用于小行星攔截任務(wù)而不是登月，不運(yùn)載人類宇航員，全部容量都用來裝載當(dāng)時(shí)最強(qiáng)大的氫彈。改裝后的阿波羅飛船編隊(duì)將飛向這顆小行星，并在距離它大約30 米的地方一個(gè)接一個(gè)地引爆氫彈。這個(gè)想法不是要把伊卡洛斯炸成碎片，而是簡(jiǎn)單地讓它偏離軌道。

1998 年，公眾開始關(guān)注小行星的威脅。當(dāng)年，兩部好萊塢電影《深度撞擊》和《絕世天劫》公映之后，引發(fā)了輿論對(duì)小行星撞擊的熱烈討論，同時(shí)國(guó)際社會(huì)也開始探討行星防御的真正方案。

2004 年2 月23 日至26 日，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)召開了第一屆國(guó)際行星防御會(huì)議，來自世界各地的科學(xué)家做了報(bào)告。

2008 年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院展開一項(xiàng)“太空守衛(wèi)調(diào)查”，這是行星防御新探索的又一個(gè)里程碑。

2009 年4 月，由14 名成員組成的“太空守衛(wèi)調(diào)查”小組在華盛頓、圖森和圣達(dá)菲舉行了為期3 天的調(diào)查聽證會(huì)。在聽證會(huì)上，科學(xué)家們發(fā)表了報(bào)告，詳細(xì)描述了近地天體的情況，以及它們構(gòu)成了什么威脅。

NASA 行星科學(xué)部近地天體觀測(cè)項(xiàng)目執(zhí)行主任林德利·約翰遜少校從一顆直徑50 米以下的微小流星開始講起。這種大小的流星會(huì)在高空大氣中破碎，不會(huì)造成任何破壞；大于50 米的較大空間物體會(huì)引起類似通古斯卡大爆炸的事件；大于140 米的小行星會(huì)引發(fā)區(qū)域性事件；超過1 公里的小行星撞擊會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的全球影響；而直徑10 公里或者以上的小行星撞擊，就會(huì)引發(fā)全球物種滅絕。約翰遜還特別提到了阿波菲斯，指出這是近20 年內(nèi)唯一值得關(guān)注的威脅。

2012 年，一個(gè)國(guó)際性小行星防御機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，它被稱為NEOShield，由法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心牽頭，其目的是研究各種防止小行星或彗星與地球碰撞的方法。中國(guó)國(guó)家航天局也已經(jīng)在2022 年4 月宣布了自己的小行星防御計(jì)劃，爭(zhēng)取在2025年或2026 年實(shí)施一次小行星撞擊試驗(yàn)。

如何阻擊小行星

如果碰撞即將發(fā)生，有許多方法可以改變小行星軌道，顯而易見的一種方法是將小行星推向一邊，使其偏離目標(biāo)。另一個(gè)方法就是加快或者減慢小行星的速度。如果近地天體到達(dá)交叉點(diǎn)稍微早一點(diǎn)或稍微晚一點(diǎn)，我們就安全了。

向近地天體傳遞能量的最有效方式是高速撞擊它。這不需要任何類型的爆炸彈頭——只需要達(dá)到很高速度并精確瞄準(zhǔn)。這種攔截方式被NASA稱為動(dòng)能撞擊器。2005 年，NASA 發(fā)射了一艘宇宙探測(cè)器去撞擊坦普爾1 號(hào)彗星，這是動(dòng)能撞擊器的第一次試驗(yàn)。探測(cè)器被命名為“深度撞擊”，重量372 公斤，撞擊時(shí)速度為10 公里/ 秒，比子彈還快。這次撞擊改變了坦普爾1 號(hào)的軌道和速度，雖然非常輕微，但這顆彗星的速度降低了0.00005毫米/ 秒。

至于9 月26 日的這次撞擊，難點(diǎn)在于如何精準(zhǔn)找到并撞擊這個(gè)距離地球約1140 萬公里的小行星。據(jù)報(bào)道，撞擊用的航天器瞄準(zhǔn)精度只有2000米。直到撞擊前1 小時(shí)，航天器上搭載的設(shè)備才能觀測(cè)到直徑160 米的“迪莫弗斯”。

這次撞擊讓“迪莫弗斯”的軌道偏移了接近1%，能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2005 年的“深度撞擊”試驗(yàn)，這意味著人類確實(shí)掌握了改變小行星軌道的技術(shù)能力。

（摘自《看天下》2022 年第28 期，一刀圖）