本刊记者/李明子

　　在长篇科幻小说《三体》中，人类为抵抗外星文明种群三体人的入侵，成立了行星防御理事会，这种组织后来演变为太阳系舰队的最高指挥机构。可惜源于地球与三体文明的科技代差，太阳系舰队差不多全军覆没，地球陷入混乱。

　　现实中，2021年10月23日，第一届全中国行星防御大会在广西桂林举办。虽然在距离太阳系4光年外真的发觉了半人马座α星的三体星系，但人类日前对遥远的系生手星还知之甚少。全中国行星防御大会的研讨对象是潜在危险更为紧迫的近地小行星。

　　仅2021年，近地小行星飞掠事故就产生了1074次，科学家观测到有21颗小行星映入大度层。小行星飞行速度快，撞击能量大，让人类形成了极大威胁。

　　本年4月24日华夏航天日当天，国度航天局副局长吴艳华在媒体上显示，华夏将着手创建近地小行星防御体系，一同应对近地小行星撞击的威胁，为庇护地球和人类平安奉献华夏力量。

　　“杀手”小行星

　　2029年4月13日，在这种普通的周五晚上，不出不测的话，一颗曾被视为“最具潜在危险的小行星”阿波菲斯将从北京上空自东南向西南划过。假如无乌云遮挡，肉眼便能见到，当阿波菲斯再次回归地平线时，其光度将达到最高。

　　这颗直径约为325米的小行星正以每秒30多公里的速度绕着太阳公转，它的轨道半长轴小于1个天文单位（AU），即小于地球到太阳的平均距离。每当这颗小行星挨近和离开太阳时，其轨道都会与地球轨道相交。一朝产生撞击，将解放出差不多于15.3亿吨TNT炸药爆炸时的能量，威力差不多于“小男孩”原子弹爆炸时的十万倍。

　　2004年6月19日，夏威夷大学在美国亚利桑那州基特峰国立天文台的探讨人士发觉了这颗小行星，该探讨由美国国度航空航天局（NASA）赞助。随后半年，科学家对这颗小行星发展了近200次观测。经计算，这颗小行星有1/450的可能性将于2029年撞击地球，它也因而得名“阿波菲斯”（古埃及黑暗、混乱和破坏之神），它的中文名称更为言简意赅——毁神星。

　　后经来回计算，NASA在2004年12月28日宣告，排除这颗小行星与地球相撞的可能。只是，阿波菲斯飞越地球时，离地表最近距离仅有3.84万公里，不到地月平均距离的1/10。

　　小行星，指的是沿椭圆轨道围绕太阳公转的当然造成的固态小天体。天文学家以为，他们由太阳系造成进程中无造成行星的残留物质演变而来，有人直接称小行星为“太阳系碎片”。

　　至于小行星的尺寸，世界上并未同一定义。NASA将小行星大小下限定为“直径1米”，也有看法以为最小直径为10米。北京大学地球与体积科学学院教授焦维新解释说，由于唯有直径10米以上的小天体在映入地球大度层时才不会被燃烧殆尽。截止1990年，直径约945公里的谷神星被以为是太阳系第一大的小行星，只是它此刻被从新定义为“太阳系中最小的矮行星”。

　　假如将太阳系八大行星的公转轨道画成同心圆，绝许多数小行星分布在火星和木星轨道之中，这种地域也被称为主小行星带，谷神星便是此中最亮的一颗。日前有98.5%的小行星在主带被发觉，此中已被编号的就有120437颗。

　　而对地球有撞击威胁的最重要的是近地小行星，即公转轨道与地球轨道相交或距离十分近的小行星。

　　当小行星与地球的最小轨道交会距离小于等于0.05AU，一律星等小于等于22时，便被视为“对地球有潜在危险的小行星（PHAs）”。一律星等是用以相比天体不受距离作用的亮度的单位，一律星等值越小，星星就越亮，平常空间也越大，一朝产生撞击，形成的危害也就越大。

　　这点小行星在遭到引力扰动或相互撞击时，大几率会偏离原有轨道，当其挨近地球轨道时，很可能与地球产生磕碰，地球外表的陨石坑即是有力声明。大约6550万年前，包括恐龙在内的绝多数地球动植物灭绝，此中一个原因猜想即是“陨石磕碰说”。

　　“时于今日，小行星撞击地球的危险依然存留。”焦维新叮嘱《华夏新闻周刊》，依据理论剖析，直径在100米左右的小行星，日前观测到的数量只占总量20%~30%，大小更小的小行星，观测到的数量占比更低，也便是说，另有海量小天体尚未被发觉，此中一部分很可能在被发觉前就曾经撞向地球。

　　实是也是如许，绝许多数小行星撞击事故皆是在产生后才被人类所察觉。1908年6月30日上午7时许，一颗直径60~190米的小行星在距离地面6~10公里高的上空爆炸。爆炸产生在俄罗斯通古斯河周边，威力当于2000万吨TNT炸药。2000年1月18日凌晨，一颗流星体在加拿大育空地域首府白马市上空26公里处爆炸，造成庞大火球，夜空被照亮如昼。

　　小行星2008 TC3是人类历史上首颗被“提前警告”的撞地小行星，全个“撞击”进程被地面设施追踪长达20小时。2008年10月7日，2008 TC3由苏丹北部上空映入大度层并产生燃烧，没有数陨石碎片散落在宽广的努比亚沙漠中。

　　小行星探讨热

　　“一颗直径100~300米的小行星有多达1%的概率将于2027年4月29日撞上地球。”200多名天文学家、工程师和应急行家收到了这则虚拟预报。2019年5月，一场世界小行星撞击模拟演练在美国华盛顿周边开展。

　　随后，虚拟警示不停进级，这块太空巨石撞向地球的概率上升到10%，最终是100%。模拟演练中，天文学家确认该小行星将飞向美国西部都市丹佛，NASA于2021年发动探测计划，以近距离探讨这颗“都市杀手”。

　　几个握有领先进步太空技艺的国度和地域打算生产6个“动能撞击器”，经过撞击小行星来改变其轨道。五年后，3个撞击器成功撞上小行星，导致其主体调转方向，但撞击形成的一块较小碎片将接着飞向地球，而留让人类的时间曾经少许了。

　　小行星碎片以每小时6.9万千米的快速映入大度层，在美国纽约的中央公园上空15千米处爆炸，能力差不多于广岛核爆炸1000倍。这场演练终归以“曼哈顿地域被彻底夷为平地”的灾难告终。演练设置者、NASA工程师保罗·乔达斯坦言，杀手小行星在现实中显露的可能性极低，但他期望，难题能经过演练暴露出去并获得讨论。

　　从上世纪80年代最初，近地小行星渐渐成为学术范畴和大众媒体关心的热点。

　　1983年，对于小行星、彗星和盛行体的首次世界会议在瑞典举办。次年，第一架带有CCD感光元件的望远镜最初用于观测小行星和彗星。一组可供对照的数据是，到1980年1月，人类观测到的近地小行星仅有53颗，而据NASA近地天体探讨中心全新数据，截止2022年5月，已有28884颗近地小行星被发觉，此中直径超越140米的就有1万多颗。

　　从1995年12月起，NASA喷气推行实验室打开了近地小行星追踪计划（NEAT），该计划获美国空军准许可运用夏威夷海勒卡拉火山的GEODSS望远镜，这台阔视场望远镜是空军用以观测人造卫星的。2001年4月最初，美国加州帕洛马山天文台1.2米口径的塞缪尔·奥斯钦望远镜也加入了这项计划。

　　虽然NEAT被誉为“最成功的小行星搜索计划之一”，但它仍没有办法掩盖整天区。美国另有卡特琳娜巡天体系，由NASA资助，美国亚利桑那大学月球和行星实验室负责开发和运营。另外，欧洲天文台、欧南天文台、俄罗斯天文台等也有搜索小行星的名目或计划。

　　2018年2月，华夏作为正规成员加入了由结合国批准成立的世界小行星提前警告网（IAWN）。日前，紫金山天文台在盱眙观测站的近地天体望远镜是华夏奉献共享数据的独一主干设施，该望远镜有用口径为1.04米，系国家内部第一大、世界第五的施密特型光学望远镜，可观测到直径300米以上的近地小行星，日前曾经展开了“华夏近地天体巡天”和“盱眙银河系反银心方向数字巡天”两个大型巡天计划。

　　从南京紫金山脚下沿栈道步行上山，30分钟便可到达位于第三峰顶的紫金山天文台。银色圆顶的天文观测室在连绵的山林中尤为显眼，紫台建成于1934年，标记着华夏现代天文学探讨的最初。赵海斌1996年从南京大学天文系毕业后便映入了紫台，那时观测用的是紫金山上一架口径40cm的望远镜，要在露天要求下操控望远镜延续观测几个小时才能曝光出一张底片。当时，一百多千米外的盱眙观测站还在建造中，距离近地天体望远镜链接CCD探测体系并测试成功还要等10年。

　　本年元旦，盱眙观测站近地天体望远镜巡天时，其计算机自动捕捉程序发觉了一颗光度为20.6等的暗弱搬动天体，视活动速度为0.704度/天，比通常小行星快好多。“咱们感觉它很特殊，拿到电子相片后很快发展了人力认证。”赵海斌此刻是紫台近地天体探测望远镜团组首席探讨员，他叮嘱《华夏新闻周刊》，这颗小行星直径约43米，挨近半个准则足球场尺寸，与地球的最小轨道交会距离小于地月距离，只是无撞击危险。该小行星很快得到了世界小行星中心赐予的编号2022 AA，成为2022年人类发觉的第一颗近地小行星。

　　本年3月，赵海斌和中科院繁杂航天体系电子消息技艺要点实验室探讨员李明涛等人在世界行星科学范畴期刊《伊卡洛斯》（Icarus）上发文，提议了一种天基监测提前警告方案。文章提议，地基光学望远镜观测存留盲区，提议将两台望远镜部署在地球领航轨道上，当有小行星从太阳一侧挨近地球时，便能及时发出警告。文章还计算出了望远镜的初始轨道，并构建了发觉和提前警告小行星的模子。

　　“天基与地基可行实现互补。”赵海斌推荐说，地基望远镜尽管事业生命长，但观测时间和观测天区局限，同一时间很简单受大度要求制约，而这点短板恰恰能被天基望远镜所弥补，天基监测可行实现整天候，且掩盖天区大、观测波段宽。

　　《华夏工程科学》本年第二期杂志刊发的《近地小行星撞击风险应对策略探讨》一文指明，在地基观测方面，盱眙观测站近地天体望远镜世界编目奉献率为 0.13%，华夏还有32台口径1米以上的望远镜也可兼顾近地天体的监测。而在天基观测方面，华夏还无在轨服役的天基监测提前警告配备。华夏日前还无自行构建小行星数据库。

　　一位从事天文探测好几年的探讨人士解释说，在近地小行星观测探讨的世界平台上，98%的奉献来源美国，编目事业当然也由美国主导。未来华夏积累了更多半据，才能谈下一步的编目事业。

　　如何防御

　　人类对小行星的探究早就不限于观测。早在1996年1月，美国就成功发射了“近地小行星约会”探测器，通过4年的飞行，成功映入“爱神”小行星的轨道发展绕飞，测量小行星的密度、化学成分和磁场，并传回16万张照片与大批珍贵资料。

　　2003年，日本将隼鸟号探测器送往小行星25143。通过七年的宇宙旅游，隼鸟号穿越了近六十亿千米，首次将采集到的小行星样本送回地球。样本剖析结果初次于2011年的“月球与行星科学大会”上对外公布，只是，在对岩石的检验中，并没有发觉有机物、碳素材等与寿命相关的物质。小行星作为太阳系的“老寿星”，被科学家以为是探讨地球寿命起源的绝佳样本。

　　小行星图塔蒂斯自1989年再一次被发觉起，便被划进了“对地球有潜在危险”的范围。日前，对图塔蒂斯拍摄最明白的图像来源“嫦娥二号”月球探测器。

　　北京时间2012年12月13日16时30分，在距离地球约700万公里的深空，“嫦娥二号”成功飞越图塔蒂斯，最近距离仅为3.2公里，飞越拍摄历时25分钟，得到了清楚图像。这是华夏首次对小行星发展探测，华夏也成为继美国、欧洲体积局和日本以后，第4个对小行星实行探测的国度或组织。

　　经过观看、探测等运动得到小行星的轨道和物理属性等数据后，才能有针对性地实行“防御”举措。2019年那场模拟演习中的“小行星撞击计划”曾经最初实行。2021年11月，美国的“双小行星重定向测试（DART）”航天器搭乘SpaceX企业猎鹰9号火箭发射升空，这是NASA展开的初次行星防御技艺测试任务，旨在经过动能撞击改变小行星轨道。

　　据焦维新推荐，能源撞击偏转轨道的方法是人类日前曾经掌握的技艺，当前须要解决的难题是“深入掌握撞击对小行星轨道的效应”，对撞击器尺寸、速度、撞击方向以及如何抉择撞击位子发展深入探讨。另外，其它概念上的防御伎俩还包括给小行星安装火箭、安装太阳帆、伴飞飞船引力牵引、在小行星周边实行核弹爆炸等。

　　2020年，中科院繁杂航天体系电子消息技艺要点实验室探讨员李明涛和他的同事们发文推荐了“以石击石”的防御概念。即在太空中捕获百吨级重量的岩石，接下来控制岩石变轨，撞击对地球有威胁的小行星，终归将危地小行星偏转出撞击地球的轨道。

　　比较经典的动能撞击方法，“以石击石”方案对危地小行星的偏转距离可提高约一种数量级，为人类在短时间尺度应对百米级直径的潜在威胁小行星提供了新的思路。审稿人评价该文章提议了一种“新颖、有趣、高效防御危险小行星的潜在方法”。

　　华夏工程院院士、华夏探月工程总设置师吴伟仁等人在公布发表的《近地小行星撞击风险应对策略探讨》一文中指明，华夏小行星防御范畴探讨起步较晚，2000年起依靠国度国防科技产业局体积碎片专项科研，才连续造成体积碎片监测提前警告及清除等共性技艺和设施，为展开近地小行星撞击风险应对提供了要害根基积累。

　　在近地太空，漂浮着存在数量超越8000吨的庞大垃圾场。在全部太空垃圾中，近八成是失效卫星，以及卫星、火箭残骸等磕碰、解体而造成的碎片。昨年3月，《科学汇报》上的一篇文章指明，近地轨道上直径超越10cm、可追踪的碎片已超越12000个，假如统算直径降至1cm，碎片数目可能达上百万个。

　　天气预报、车子导航、环境监测，人类现代生活曾经时候离不开卫星。理论上讲，在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的全世界通讯。然则，地球同步轨道唯有一条，在赤道上方，这条轨道上的卫星发射由世界电信联盟发展调解，以维持卫星间有必定间隔，彼此不干扰，发射数量局限定。

　　因而，近地轨道成了卫星争相发射的“法外之地”，对发射数量或位子无定规。源于近地轨道频次资源局限，列国“先占先得”。截止 2021 年 9 月，近地轨道大家都有约 7500 颗卫星。

　　一位探讨学者叮嘱《华夏新闻周刊》，近地小行星防御体系实质上是体积防御体系，建成后对各方面体积运动都将有所兼顾，不管是科研探究，仍是其它目的的太空运动。

　　昨年10月举办的第一届全中国行星防御大会上，来源北京理工大学、 华夏科学院国度体积科学中心、华夏科学院紫金山天文台等单位的学者分享了主题汇报。有数据科技企业首席科技官推荐了《亿级太空碎片实时监测体系底层技艺》，中科院国度体积科学中心硕士生分享了《动能撞击偏转小行星轨道在轨认证任务设置初探》。

　　“咱们争取在‘十四五’末期或许2025年、2026年实行一次对某一颗有威胁的小行星（的轨道改变技艺实验）。”国度航天局副局长吴艳华本年4月接纳媒体采访时显示，既发展抵近观测，又实行就近撞击，为未来人类真实应对小行星地外天体对地球家园的威胁，真实做出华夏奉献。

责任编辑：祝加贝