為什么NASA計(jì)劃撞擊小行星？或許能夠拯救地球！

北京時(shí)間4月30日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，4月29日，一顆體積較大的小行星與地球擦肩而過，如果它碰撞地球，將在地面上形成一個(gè)10公里直徑的大隕坑，并在地球上空蒙上一層灰塵。這顆小行星叫做“1998 OR2”，直徑至少1.6公里，雖然它對(duì)地球不會(huì)構(gòu)成任何威脅，但是它的近地點(diǎn)僅與地球保持640萬公里，此類的小行星被美國(guó)宇航局列為“潛在危險(xiǎn)天體”，伴隨著小行星和地球環(huán)繞太陽運(yùn)行，未來這顆小行星將不斷地接近地球。

1998 OR2是一顆巨大的小行星，但比導(dǎo)致恐龍滅絕的小行星小許多，盡管如此它仍潛在對(duì)地球構(gòu)成威脅。

事實(shí)上，距離地球較近的小行星比人們預(yù)想的更多，每年都有幾十顆體積較大的小行星在距離地球800萬公里范圍內(nèi)碰撞地球，并潛在造成區(qū)域性災(zāi)難，平均計(jì)算，每年都會(huì)有一兩顆大型太空巖石掠過地球上空，它們體積較大，一旦碰撞地球大陸將造成災(zāi)難性事件。

未來地球極有可能遭受一顆較大小行星碰撞，該小行星至少能摧毀一座城市，或者更糟糕。如果地球人類文明遭受某顆小行星的碰撞威脅，那么制定一個(gè)保護(hù)地球的計(jì)劃是非常明智的。這就是為什么美國(guó)宇航局計(jì)劃2021年發(fā)射一艘太空飛船，首次測(cè)試阻止小行星殺手碰撞地球的策略——在小行星距離地球較遠(yuǎn)的位置，采用太空飛船撞擊小行星，使小行星偏離原先運(yùn)行軌跡。

雙小行星重定向測(cè)試（DART）將一艘宇宙飛船撞擊兩顆相互環(huán)繞小行星中較小的一顆，從地球上很容易測(cè)量較小的小行星軌道發(fā)生的任何變化，這將為該小行星是否成功偏離軌道提供一個(gè)很好的指示器。

擁擠的太陽系

阻止“小行星殺手”的第一步是發(fā)現(xiàn)它，太陽系確實(shí)有成千上萬顆小行星，我們希望將它們脫離太陽系，隨著時(shí)間的推移，我們必須更加密切地觀察監(jiān)測(cè)它們，迄今為止，我們已發(fā)現(xiàn)2078顆潛在危險(xiǎn)的小行星。

通常太陽系小行星飛行時(shí)速接近32000公里，小行星1998 OR2到達(dá)近地點(diǎn)時(shí)僅與地球相距640萬公里，相當(dāng)于地球和月球之間距離的16倍。雖然當(dāng)前1998 OR2的近地點(diǎn)距離并不令人擔(dān)憂，但它將繼續(xù)沿著自己的軌道環(huán)繞太陽運(yùn)行，其環(huán)繞太陽一周需要3.7個(gè)地球年，冒險(xiǎn)進(jìn)入火星外側(cè)的小行星帶，并在每次環(huán)繞太陽運(yùn)行時(shí)都會(huì)接近地球。2078年，當(dāng)小行星1998 OR2再次到達(dá)近地點(diǎn)，并且距離地球更近，在距離地球160萬公里范圍內(nèi)搖擺不定，幾百年之后，天文學(xué)家將無法精確計(jì)算出1998 OR2的具體位置。

約翰遜指出，美國(guó)宇航局將直徑140米以上、進(jìn)入地球800萬公里范圍內(nèi)的天體歸類為潛在危險(xiǎn)的小行星，800萬公里范圍取決于地球軌道隨時(shí)間變化的程度，當(dāng)然該范圍存在一定冗余度，從而確保我們能夠捕捉到未來可能碰撞地球的任何天體。預(yù)計(jì)再過7年，另一顆名為“1990 MU”的大型小行星將到達(dá)近地點(diǎn)，距離地球大約480萬公里。

我們不希望地球遭受大型小行星碰撞，我們最重要的任務(wù)是找到它們，并對(duì)它們的所有信息進(jìn)行更全面的整理分析，基于這些數(shù)據(jù)，我們就不會(huì)對(duì)某些小行星軌道運(yùn)行感到吃驚。

1998年，美國(guó)國(guó)會(huì)要求美國(guó)宇航局探測(cè)確定90%以上直徑1公里或者體積更大的潛在危險(xiǎn)小行星的特征，7年之后，美國(guó)國(guó)會(huì)再次要求美國(guó)宇航局探測(cè)確定90%以上直徑800米的小行星。

體積較大的小行星，例如：1998 OR2和1990 MU，如果碰撞地球可能會(huì)摧毀地球生命，據(jù)估計(jì)，直徑1千米以上的小行星碰撞地球，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)大陸毀滅，產(chǎn)生的大氣塵埃會(huì)造成全球性降溫，可能導(dǎo)致幾年內(nèi)全球農(nóng)作物歉收。

目前，科學(xué)家觀測(cè)發(fā)現(xiàn)大約900顆直徑超過1千米的近地大型小行星，占近地小行星總數(shù)的95%，在未來幾個(gè)世紀(jì)里，基本不會(huì)出現(xiàn)小行星碰撞地球。但是一份報(bào)告指出，體積較小的小行星仍有可能摧毀地球城市，其總數(shù)可能達(dá)到2.5萬顆，但我們僅探測(cè)到其中的30%。

這些體積較小的小行星一旦碰撞地球，將帶來區(qū)域性災(zāi)難，我們?nèi)詫⒚媾R大量棘手問題，在黑暗的太空中尋找這些灰色或者黑色的小型太空巖石難度很大。

即使是直徑小于150米的小行星也是非常危險(xiǎn)的，有些隕星在空中爆炸的威力相當(dāng)于核彈，例如：2013年在俄羅斯車?yán)镅潘官e斯克上空爆炸的隕星，一顆22米直徑的火球從天而降，碰撞時(shí)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的沖擊波，震碎了住宅房屋玻璃，造成大約1500人受傷，沒有人事先預(yù)測(cè)到該事件。

使用雙小行星重定向測(cè)試（DART）策略碰撞小行星

美國(guó)亞利桑那大學(xué)艾米__美因茨(Amy Mainzer)是小行星探測(cè)和防御領(lǐng)域的資深科學(xué)家之一，她說：“1998 OR2是一顆巨大的小行星，但比導(dǎo)致恐龍滅絕的小行星小許多，盡管如此它仍潛在對(duì)地球構(gòu)成威脅?！?/p>

要阻止小行星與地球發(fā)生碰撞，最重要的是要有預(yù)警時(shí)間，地球人類需要幾年甚至幾十年進(jìn)行準(zhǔn)備工作，這樣就可以將最大的小行星推離軌道。

美國(guó)宇航局雙小行星重定向測(cè)試（DART）任務(wù)計(jì)劃于2021年7月發(fā)射，其核心任務(wù)是測(cè)試一種偏離策略，將一艘重達(dá)半噸的航天器撞擊一顆正在接近地球的小行星，最終使小行星偏離原有軌道。2022年10月，在距離地球1040萬公里的太空區(qū)域，一艘冰箱大小的宇宙飛船將接近一顆名為“迪蒂莫斯（Didymos）”的小行星，它的直徑大約800米，它有一顆直徑150米的衛(wèi)星小行星。

小行星“迪蒂莫斯”成為“雙小行星重定向測(cè)試”的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，該體積大小的小行星一旦碰撞地球，將摧毀一座城市。陸基望遠(yuǎn)鏡能夠探測(cè)到它圍繞體積較大小行星軌道運(yùn)行時(shí)間的變化，從而測(cè)量碰撞產(chǎn)生的影響。

在DART飛船以時(shí)速2.5萬公里碰撞迪蒂莫斯衛(wèi)星之前，飛船將釋放一個(gè)鞋盒大小的相機(jī)，該相機(jī)能觀察記錄飛船撞向迪蒂莫斯衛(wèi)星，并且拍攝衛(wèi)星碎片，甚至可能拍到碰撞時(shí)形成的隕坑。預(yù)計(jì)此次碰撞可能會(huì)使該衛(wèi)星的軌道周期從12小時(shí)縮短7分鐘，如果該變化能夠持續(xù)70秒以上，那么此次任務(wù)就是成功的。

通過改變衛(wèi)星軌道，我們并未改變迪蒂莫斯的軌道，這是一顆潛在危險(xiǎn)的小行星，所以我們并不希望改變它的運(yùn)行軌道，某些操作很可能將它推向錯(cuò)誤的軌道方向。

由歐洲航天局建造的另一艘飛船“赫拉”將于2026年抵達(dá)小行星迪蒂莫斯，該飛船將對(duì)撞擊后的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量，并測(cè)試自主導(dǎo)航技術(shù)。

雖然“動(dòng)能碰撞器”策略很容易理解，但是許多變量控制著撞擊能否成功地使小行星轉(zhuǎn)向，目標(biāo)天體的成份、硬度、結(jié)構(gòu)、撞擊噴射多少物質(zhì)以及飛船撞擊角度都是至關(guān)重要的因素。

“動(dòng)能撞擊器”可能成功地改變類似迪蒂莫斯的小型小行星的軌道方向，但是如何改變小行星1998 OR2呢？如果有這樣大體積的小行星與地球發(fā)生碰撞，我們需要啟動(dòng)一項(xiàng)規(guī)格更大的防御策略，例如在小行星附近引爆一枚核彈，使其表面部分蒸發(fā)，并將其推離軌道。如果小行星表面發(fā)生核爆炸，可能會(huì)出現(xiàn)霰彈槍射擊效果，大量的小行星碎片仍會(huì)飛向地球。

目前，科學(xué)家正在研制一項(xiàng)太空望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃，致力于尋找危險(xiǎn)小行星。他說：“最佳偏轉(zhuǎn)策略既取決于來襲天體，也取決于撞擊前我們擁有多少時(shí)間，我們必須進(jìn)行大量的推算和演練?！?/p>