如果應(yīng)對得當(dāng)，小行星不僅不會威脅地球家園，還能真正成為人類的星辰大海。
4月24日，是中國航天日。
當(dāng)天，國家航天局副局長吳艷華在接受媒體專訪時表示，探月工程四期今年正式啟動工程研制，未來將陸續(xù)發(fā)射嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號探測器，開展任務(wù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和國際月球科研站建設(shè)。
此外，吳艷華還表示，我國將著手組建近地小行星防御系統(tǒng)，共同應(yīng)對近地小行星撞擊的威脅，為保護(hù)地球和人類安全貢獻(xiàn)中國力量。
那么，小行星是如何形成的，為什么會對地球產(chǎn)生威脅，我們又應(yīng)該怎樣去探測、了解這些小行星呢？回答這些問題，要從200多年前說起。
流星隕落事件提醒警惕小行星威脅
1801年，距離望遠(yuǎn)鏡發(fā)明已經(jīng)快200年了。這一年的元旦，也是19世紀(jì)的第一天，意大利天文學(xué)家朱塞普·皮亞齊在觀測星空時，發(fā)現(xiàn)了一顆新的天體。這就是后來被稱為“谷神星”的1號小行星。
后來人們慢慢了解到，在谷神星所在的軌道周圍，還有數(shù)百萬顆游蕩的小行星，組成了環(huán)繞太陽運行的小行星帶，位于火星和木星的軌道之間。有些小行星會受到其他天體的干擾，運行軌道發(fā)生改變，來到地球附近，稱為近地小行星。其中，有些小行星的運行軌道可能與地球的運行軌道相交，對地球產(chǎn)生威脅，是人類進(jìn)行主動防御的重點。
這些小行星是如何形成的呢？科學(xué)界有一種理論認(rèn)為，曾經(jīng)有一顆行星與其他天體發(fā)生碰撞，產(chǎn)生的碎片形成了小行星帶。另一種理論則認(rèn)為，小行星可能是太陽系在行星及其衛(wèi)星形成之后，殘留下來的“邊角料”，由于沒能凝聚成更大的行星，只能孤零零地飄浮在宇宙里，保留著太陽系形成之初的原始形態(tài)。
正是因為這些小行星與打造行星“大廈”的“磚瓦”同宗同源，所以，通過小行星探測就可以研究太陽系的起源和演化。
彗星和小行星統(tǒng)稱小天體。你在地球上看到的劃過夜空的流星，很多是彗星的碎片，但其中有一些是小行星的碎片。這些天外來客是我們認(rèn)識太陽系的第一手樣本，他們與月壤一樣具有重要的研究意義。
而且，這些小行星相對于地球的飛行速度非?？?，可以達(dá)到每小時上萬千米，一旦與地球迎面相撞，其破壞性巨大。根據(jù)理論估算，一顆直徑為10千米的小行星撞擊地球，可以讓地球90%以上的生物滅絕；而一顆直徑約為1千米的小行星，也可以讓一座超級城市消失。1998年的好萊塢電影《天地大沖撞》，對此情景就有過戲劇化描繪。
2013年春節(jié)，一顆小行星撞擊俄羅斯的一座小城車?yán)镅刨e斯克，造成大量人員傷亡。后來研究發(fā)現(xiàn)，這顆小行星來自小行星帶，在進(jìn)入地球大氣層之前的直徑只有18米，大家在北京天文館可以看到這次撞擊的隕石碎片。在中國，云南香格里拉、西雙版納和吉林松原地區(qū)也曾相繼發(fā)生流星隕落事件，引發(fā)社會關(guān)注。
這些現(xiàn)實事件也提醒我們，需要對小行星給地球帶來的潛在威脅保持足夠的警惕。
系列探測計劃對了解小行星很關(guān)鍵
作為集禍福于一身的近地小天體，小行星不僅是太空采礦的重要對象，也是保護(hù)地球和人類安全的重要目標(biāo)。深入了解那些對地球有潛在威脅的近地小行星，是組建小行星防御系統(tǒng)的前提條件。
有些小行星上有豐富的資源，如富含金剛石的鉆石小行星。2022年2月，蘇富比拍賣行在倫敦拍賣了一顆世界上最大的天然切割黑鉆，被命名為“謎”，就很可能是來自太空中。
隨著近年來深空探測的快速發(fā)展，從太空中尋找金剛石成為各國競相探測的目標(biāo)?；蛟S，地球上天然金剛石資源短缺的問題，要從深空探測中尋找答案。
除了隕石研究外，利用航天器探測小行星也是深空探測的重要目標(biāo)。2003年5月，日本發(fā)射了“隼鳥號”小行星探測器，從25143號小行星“絲川”上采集樣本并于2010年送回地球。這是人類第一次從對地球有潛在威脅的近地小行星上采樣。
由于這次的樣本量僅有約1500個微粒，對地球化學(xué)的各種精細(xì)分析技術(shù)是一個挑戰(zhàn)。我還在顯微鏡下親眼觀察了這些來自太空的黑色礦物顆粒。
2014年12月，“隼鳥號”的繼任者“隼鳥2號”探測器發(fā)射，飛向距離地球約52億千米的“龍宮”小行星。2020年12月6日，“隼鳥2號”樣品艙再次從小行星上帶回超過5.4克的黑色物質(zhì)。根據(jù)計劃，“隼鳥2號”預(yù)計將于2031年左右抵達(dá)編號為1998KY26的小行星再次探測。
美國也很重視小行星探測。奧巴馬時期，曾經(jīng)提出過一個小行星捕獲計劃，擬通過捕獲一顆近地小行星，將其拉到月球附近繞月飛行，讓地球的天然衛(wèi)星——月球，也有一個衛(wèi)星。美國國家航空航天局還組織專家對此進(jìn)行了詳細(xì)論證。特朗普上臺后，取消了這一計劃。目前，美國方面的相關(guān)研究仍在開展。
2021年5月12日，美國的另一個小行星探測器“冥王號”，攜帶從“貝努”小行星上采集的約60克樣本開始返回，預(yù)計將于明年9月回到地球。
歐洲方面，不僅參與了美國主導(dǎo)的多項小行星探測計劃，并在另一種可能撞擊地球的小天體——彗星的探測上取得了突破。2004年，歐空局發(fā)射“羅塞塔號”彗星探測器，10年后的2014年11月，其中的“菲萊”著陸器登陸“丘留莫夫－格拉西緬科”彗星，成為首個登陸彗核考察的航天器。
這一系列探測計劃的實施，對于人類了解小行星并積極應(yīng)對其潛在威脅，無疑是至關(guān)重要。
應(yīng)對得當(dāng)小行星也能造福人類社會
根據(jù)前期規(guī)劃論證的結(jié)果，我國此次在“航天日”正式宣布，將著手組建近地小行星防御系統(tǒng)。這也意味著，我國在近地小行星方面的相關(guān)研究已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)姆e累。
根據(jù)公開的近期計劃，我國將爭取在“十四五”期間，實施一次小行星探測，探測目標(biāo)是一顆對地球有潛在威脅的小行星。根據(jù)計劃，航天器將抵近探測，實施就近撞擊，為改變小行星的飛行軌道進(jìn)行技術(shù)試驗。
當(dāng)然，這些只是組建近地小行星防御系統(tǒng)的必要技術(shù)準(zhǔn)備。為了防御小行星撞擊地球，科學(xué)界還有大量的工作要做。
一方面，要建立地基和天基的小行星監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。
這就需要利用地面望遠(yuǎn)鏡和激光雷達(dá)等設(shè)備，以及即將發(fā)射的與中國空間站伴飛的巡天望遠(yuǎn)鏡，對那些可能會撞擊地球、對地球有潛在威脅的小行星進(jìn)行全面監(jiān)測。這也包括為這些小行星建檔立案一一編目，精確測定其軌道和特性，并對其撞擊地球的可能性進(jìn)行評估，及早識別出那些危險度極高的小行星。
另一方面，也需要研發(fā)新的航天技術(shù)，通過核爆、動能撞擊、激光燒蝕、離子束牽引、引力拖曳、質(zhì)量驅(qū)動等技術(shù)手段，確保摧毀小行星原有結(jié)構(gòu)或使其運行軌道發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不再對地球構(gòu)成威脅。
目前，這一系列的很多技術(shù)都還只停留在紙面上，離真正實現(xiàn)還有很長的距離，需要科學(xué)家們進(jìn)行計算機(jī)模擬，開展實驗驗證，進(jìn)行長期研究積累才能加以突破。
說到底，對人類而言，小行星禍兮福兮？其實也正如今年的好萊塢電影《不要抬頭》所表達(dá)的，是禍?zhǔn)歉＃谟谌祟愡x擇什么樣的行為。
如果應(yīng)對得當(dāng)，小行星不僅不會成為地球家園的威脅，還能幫助我們探索太空的奧秘，成為人類的星辰大海，甚至作為寶貴的資源，造福人類社會。這無疑也是我國組建近地小行星防御系統(tǒng)的初衷所在。
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