相當(dāng)于迪拜塔兩倍大的小行星與地球“擦身而過(guò)”

面對(duì)近地天體威脅，人類準(zhǔn)備好了嗎

針對(duì)不同的小行星，防范的方法也各不相同。比如可采取脈沖式的方式直接進(jìn)行撞擊、爆破，或者利用引力拖船、太陽(yáng)帆、光壓作用等漸進(jìn)式的方法，慢慢地改變小行星軌道。

趙海斌 紫金山天文臺(tái)研究員、近地天體探測(cè)和太陽(yáng)系天體研究團(tuán)組首席科學(xué)家

3月22日，一顆迪拜塔兩倍大小的小行星2001 FO32與地球進(jìn)行了近距離“會(huì)晤”——有驚無(wú)險(xiǎn)的安全飛掠地球，盡管小行星撞擊地球的概率很小，但一旦撞上后果卻不堪設(shè)想。

1994年“蘇梅克—列維9號(hào)”彗星就曾與太陽(yáng)系中最大的行星——木星相撞。在連續(xù)5天多的時(shí)間里，20多塊彗星碎片撞向木星，這相當(dāng)于5天多時(shí)間里，木星上空爆炸了20億顆原子彈，毀滅性可想而知。

有了前車之鑒，我們的科學(xué)家已經(jīng)對(duì)近地小行星展開嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。而此次與地球“擦身而過(guò)”的小行星也為天文學(xué)家提供了寶貴的觀測(cè)機(jī)會(huì)，使他們能夠近距離觀察一個(gè)形成于太陽(yáng)系誕生之初的小行星。

密切監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)近地小行星

在眾多近地小天體(包括小行星、流星、慧星等)中，有一類被稱為潛在威脅天體。“成為潛在威脅天體需要滿足兩個(gè)條件：一是距離足夠近，要達(dá)到與地球的軌道距離小于0.05個(gè)天文單位(約750萬(wàn)公里);二是體積足夠大，直徑要大于140米。”紫金山天文臺(tái)研究員、近地天體探測(cè)和太陽(yáng)系天體研究團(tuán)組首席科學(xué)家趙海斌接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，如果一個(gè)近地小行星同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，它就是地球的潛在威脅天體。

其實(shí)，潛在威脅天體的隱含意是對(duì)地球整體構(gòu)成威脅。趙海斌進(jìn)一步解釋，一些個(gè)頭較小的近地小行星可以非常接近地球但不會(huì)被列入潛在威脅天體，因?yàn)樗鼈儾蛔阋詫?duì)地球整體構(gòu)成影響。其中一些較小的目標(biāo)可能進(jìn)入地月距離之內(nèi)甚至是同步衛(wèi)星軌道以內(nèi)，即便撞向地球，由于地球大氣能消耗其部分物質(zhì)，使它只留下少量隕石，所以單個(gè)目標(biāo)造成的威脅并沒(méi)有那么大，但是由于數(shù)量眾多，它們對(duì)地球和人類生命安全的威脅也不容小覷。

防止近地天體的侵襲，需要不斷監(jiān)測(cè)預(yù)警，這項(xiàng)任務(wù)主要是靠大型天文望遠(yuǎn)鏡特別是大視場(chǎng)的天文望遠(yuǎn)鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。“對(duì)于近地天體監(jiān)測(cè)預(yù)警，發(fā)現(xiàn)是第一位的。”趙海斌強(qiáng)調(diào)，我們只有發(fā)現(xiàn)它并跟蹤觀測(cè)、獲取精確軌道之后，才能夠評(píng)估其是否對(duì)地球構(gòu)成威脅，所以及時(shí)發(fā)現(xiàn)是先決條件。

全球近地天體監(jiān)測(cè)預(yù)警的數(shù)據(jù)有很多來(lái)自美國(guó)，這依賴于美國(guó)有一大批望遠(yuǎn)鏡在工作。在中國(guó)，紫金山天文臺(tái)一個(gè)通光口徑為1.04米的施密特光學(xué)望遠(yuǎn)鏡能夠開展近地小行星的監(jiān)測(cè)預(yù)警工作，這臺(tái)名叫“近地天體望遠(yuǎn)鏡”的天文設(shè)備也是目前國(guó)際小行星監(jiān)測(cè)網(wǎng)中唯一一架常態(tài)化貢獻(xiàn)中國(guó)數(shù)據(jù)的望遠(yuǎn)鏡。

“近地天體望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20多個(gè)近地小行星，其中有5個(gè)近地小行星是潛在威脅天體。”趙海斌告訴科技日?qǐng)?bào)記者，盡管國(guó)內(nèi)設(shè)備數(shù)量少，站址也比較單一，但是我們?nèi)栽谂μ峁┲袊?guó)的貢獻(xiàn)。

用不同方法防范不同“天外來(lái)客”

如果近地小行星對(duì)地球存亡構(gòu)成實(shí)在威脅，人類該怎么辦?

其實(shí)，對(duì)小行星監(jiān)測(cè)預(yù)警不是終極目標(biāo)，化解地球所受到的威脅才是目的，這就是所謂“小行星的防御”。

“最直接的防御方式就是改變小行星的運(yùn)行軌道。”趙海斌給出的解決方案言簡(jiǎn)意賅，原因在于小行星和地球都屬于太陽(yáng)系中的運(yùn)動(dòng)天體，必然受到太陽(yáng)系引力規(guī)律的影響。

要想讓小行星變軌，不向地球奔襲而來(lái)，需要考量小行星的體積大小、運(yùn)行速度、構(gòu)成材質(zhì)以及力學(xué)特性等相關(guān)要素。也正因?yàn)樾⌒行穷愋头倍啵沟梅烙椒ㄐ枰屑?xì)深入的考量。

2005年，美國(guó)對(duì)一個(gè)彗星實(shí)施了一次空間撞擊——“深度撞擊”號(hào)探測(cè)器釋放的撞擊器“擊中”距離地球4.31億公里的“坦普一號(hào)”彗星。趙海斌用實(shí)例剖析，這是人類對(duì)近地小行星防御的嘗試，它的意圖之一就是了解如果近地天體即將撞上地球，改變它的運(yùn)行軌道需要怎樣的操作。

趙海斌透露，未來(lái)幾年人類將對(duì)一個(gè)雙星系統(tǒng)中的小行星進(jìn)行一次撞擊試驗(yàn)，屆時(shí)雙星中的小行星或?qū)⒊蔀榈谝粋€(gè)在太陽(yáng)系中被人類以可測(cè)量的方式改變軌道的天體。而這個(gè)被稱為“飛鏢計(jì)劃”的撞擊實(shí)驗(yàn)將為人類實(shí)現(xiàn)近地天體防御提供重要數(shù)據(jù)。

“針對(duì)不同的小行星，防范的方法也各不相同。比如可采取脈沖式的方式直接進(jìn)行撞擊、爆破，或者利用引力拖船、太陽(yáng)帆、光壓作用等漸進(jìn)式的方法，慢慢地改變小行星軌道。”趙海斌介紹，目前這兩種方式都處于研究過(guò)程中。

研究小行星的價(jià)值不僅在于化解威脅

毋庸置疑，研究小行星的首要價(jià)值在于化解現(xiàn)實(shí)威脅，正如上文所述，天文學(xué)家研究小行星的動(dòng)力學(xué)軌道、物理特性，可以為人類防范近地小行星的撞擊以及評(píng)估撞擊的危害提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

除此之外，小行星的研究還具有很重要的科學(xué)意義。趙海斌表示，譬如關(guān)于生命和水的來(lái)源，近地小行星或者近地彗星是人類的重點(diǎn)懷疑對(duì)象。有可能是它們給地球帶來(lái)了生命的種子和水，這需要科學(xué)家去研究地球的水與小天體之間的水在成分上的相關(guān)性，這些研究關(guān)系人類終極問(wèn)題之一——我們從哪里來(lái)。

小行星自身也有很多待解之謎。“它本身就是太陽(yáng)系內(nèi)在原行星盤演化到行星過(guò)程的中間產(chǎn)物。”趙海斌進(jìn)一步解釋，太陽(yáng)系中有行星、矮行星、小行星，當(dāng)然還會(huì)有一些氣體塵埃。在此系統(tǒng)中，小行星是太陽(yáng)星云向行星演化過(guò)程中，成為了一種星子階段的行星體“半成品”，這為研究行星的演化歷程甚至太陽(yáng)系的起源和演化提供了非常好的線索，所以研究小行星對(duì)于探索宇宙學(xué)的終極科學(xué)問(wèn)題之一——太陽(yáng)系的演化具有重要的支撐意義。

值得一提的是，在人類最終走向太空、利用太空資源的過(guò)程中，近地小行星的資源很可能是人類最先得以利用的。“特別是一些富含稀有金屬、礦物和水資源的小行星，對(duì)于未來(lái)人類利用太空資源具有非常重要的意義。”趙海斌說(shuō)。(記者 何亮)

關(guān)鍵詞： 近地天體