观察|防御小行星并非杞人忧天,中国也在行动( 二 )


文章图片

文章图片
火箭整流罩内的DART 。
2013年2月15日 , 一颗小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地区上空爆炸 , 爆炸的冲击波造成大面积建筑物受损 , 近1500人受伤 , 经济损失约10亿卢布 。“车里雅宾斯克小行星撞击事件”中的这颗小行星“KEF-2013”(俄罗斯政府代号)之所以没有被提前观测到 , 主要原因是太小 , 而且是从太阳方向飞来 , 强光也增加了发现难度 。
根据美国宇航局的分析 , 该小行星以每秒30千米的速度再入大气 , 在大气层中飞行约32秒后减速至每秒18千米 , 并在车里雅宾斯克地区上空约30千米高度发生猛烈爆炸 。该小行星直径约17-20米 , 重量估计约1万吨 。美国宇航局估计 , KEF-2013释放的能量相当于50万吨TNT , 作为对比 , 二战时美国向日本投掷的广岛原子弹“小男孩”的当量才1.5万 , 足见其威力之大 , 完全可以摧毁一座中小城市 , 因此 , 小行星撞地球的后果有时候是非常严重的 。
需要说明的是 , 并不是每一颗飞向地球的小行星都会造成破坏 , 直径小于100米的小行星穿越地球大气层时大部分变成了大家喜闻乐见的流星 , 即使小部分碎片落在地面 , 也被一些人视为发财的宝物——陨石 。直径超过100米 , 其威胁随着直径的增大而增大 , 科学家认为 , 处在中间的是宽度超过140米 , 但又不到1000米的小行星是最让人担心的一类 。这些小行星比直径1000米以上的小行星更难发现 , 但如果有一颗撞击地球 , 很有可能造成区域性的灾难事件 。
美国宇航局曾警告约有4700颗小行星威胁地球 。根据研究 , 对于地球附近太空中较大的天体(即大小在140米以上的天体) , 天文学家只了解其中大约30%至40% , 因此谁也不敢打包票100年内没有小行星撞击地球 , 研究如何防御小行星撞击并不是杞人忧天之举 。
观察|防御小行星并非杞人忧天,中国也在行动
文章图片

文章图片
短期快速防御小行星如同反导 , 因此反导技术也可以用于防御小行星 。
怎么防御小行星
防御小行星的前提是发现小行星 , 只有发现它并跟踪观测 , 获取精确轨道之后 , 才能够评估是否对地球构成威胁 。
地球面临的小行星威胁主要有两大来源 , 太阳系内小行星和系外侵入小行星 。前者主要分布于火星和木星轨道之间的小行星带 , 后者游荡于星际空间 。这些小行星的共同点就是不发光 , 加之距离遥远 , 地面光学望远镜白天难以直接观测 , 只能晚上探测 , 无法观测到昼半球方向靠近的天体 。目前常用的一种方式是掩星观测 , 即小行星从背景天体前通过时由于遮挡该天体光线而被探测 , 但这种被动观测方式根本不适用于对地外天体进行预警探测和持续跟踪 。
所以 , 小行星防御重点还是应先解决探测和预警问题 , 各国应当加强合作 , 使用光学、雷达等地基探测设备 , 结合天基探测器 , 对地外天体进行编目 , 尤其是直径100米至1000米的小行星 , 并且提高探测的效率和时效性 。
在拦截小行星方面 , 根据预警时间长短 , 主要可分为两个阶段 , 若预警时间比较长 , 几年甚至几十年就发现了威胁地球的小行星 , 可以发射探测器到小行星附近 , 具体策略也分为两种 , 一是让有威胁的小行星轨道发生偏转 , 让其不撞到地球;二是摧毁小行星 , 使有直接威胁的天体碎裂 , 充分降低或完全消除撞击地球的危害 。长期缓慢防御可采用瞬时脉冲变轨(如动能撞击、核爆 , 此次DART任务主要就是研究瞬时脉冲变轨的方法)和连续推力变轨两种办法(包括太空拖船、引力拖车、用强激光照射改变小行星表面蒸发量等)