近日,中國(guó)科學(xué)家對(duì)外宣布,我國(guó)正著手規(guī)劃一項(xiàng)撞擊小行星的任務(wù),此任務(wù)并非科幻電影中的虛構(gòu)情節(jié),而是旨在驗(yàn)證小行星防御方案的可行性。小行星,這些不定期造訪地球的“天外來客”,始終讓人類保持著高度的警惕。那么,小行星究竟是什么?它們?cè)o地球帶來過哪些重大影響?我們又該如何科學(xué)地應(yīng)對(duì)這一潛在威脅呢?
在太陽(yáng)系中,除了八大行星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)外,還有數(shù)以千萬計(jì)的小行星在各自的軌道上運(yùn)行。其中,一些小行星的軌道接近地球,被稱為近地小行星。這些近地小行星雖然撞擊地球的可能性極小,但一旦發(fā)生,其破壞力將是巨大的。科學(xué)界普遍認(rèn)為,6600萬年前,一顆直徑約10公里的小行星撞擊地球,導(dǎo)致了包括恐龍?jiān)趦?nèi)的全球約75%的物種滅絕。
小行星為何會(huì)撞擊地球?這主要與它們?cè)谔?yáng)系中的運(yùn)行軌跡有關(guān)。小行星除了受太陽(yáng)引力主導(dǎo)外,還會(huì)受到木星、土星等太陽(yáng)系行星的引力影響。特別是木星,作為太陽(yáng)系最大的行星,其引力對(duì)小行星的軌道演化有著至關(guān)重要的影響。有科學(xué)家認(rèn)為,小行星主要分布在火星和木星軌道之間的小行星帶上,而此處本應(yīng)有一顆行星,但由于木星過于“貪吃”,吸收了過多的物質(zhì),導(dǎo)致未能形成新的行星,取而代之的是密集分布的小行星帶。
在地球歷史上,小行星撞擊事件屢見不鮮。這些撞擊在地球表面留下了大量的撞擊坑,深刻改變了地球的氣候生態(tài)環(huán)境,甚至造成了不同規(guī)模的生物滅絕。例如,6500萬年前,一顆直徑約10公里的小行星撞擊了北美墨西哥灣尤卡坦半島的一處淺海,形成了直徑約180公里的希克蘇魯伯撞擊坑。這次撞擊最終導(dǎo)致了包括恐龍?jiān)趦?nèi)的全球約75%的生物滅絕,哺乳動(dòng)物逐漸成為地球的主人。
離我們較近的一次小行星撞擊事件發(fā)生在2013年。當(dāng)時(shí),一顆直徑約20米的小行星以約18公里每秒的速度撞擊了俄羅斯車?yán)镅刨e斯克地區(qū),這是21世紀(jì)規(guī)模最大的一次小行星撞擊事件。該小行星在約30公里高空爆炸,等效約30顆廣島原子彈當(dāng)量,產(chǎn)生的沖擊波擊碎了約3000棟房屋的玻璃。
面對(duì)小行星撞擊地球的潛在威脅,人類并非束手無策。科學(xué)家設(shè)計(jì)了多種應(yīng)對(duì)策略,如用飛行器將小行星拖走、利用激光燒蝕小行星、利用萬有引力緩慢牽引并改變小行星軌道等。然而,目前技術(shù)最成熟可行的手段是動(dòng)能撞擊,即利用飛行器撞擊小行星,施加外力將其稍微推離威脅地球的軌道。
2022年,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)成功實(shí)施了“雙小行星重定向測(cè)試”任務(wù),通過用速度極快的航天器撞擊小行星,成功偏轉(zhuǎn)了小行星的軌道。這一實(shí)驗(yàn)為人類應(yīng)對(duì)小行星撞擊提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
中國(guó)也計(jì)劃在2030年前后實(shí)施首個(gè)近地小行星防御任務(wù)。該任務(wù)將采用“伴飛+撞擊+伴飛”模式,對(duì)目標(biāo)小行星進(jìn)行動(dòng)能撞擊,并評(píng)估撞擊效果。按照設(shè)想,科學(xué)家將在距離地球1000萬公里左右的地方,對(duì)迎面而來的小天體發(fā)射動(dòng)能撞擊器,以動(dòng)能改變小天體原有的軌道,確保小行星在幾十年到100年之內(nèi)不會(huì)再撞擊地球。
監(jiān)測(cè)小行星已經(jīng)成為全球各個(gè)國(guó)家的重要任務(wù)。人類目前已經(jīng)形成了對(duì)小行星撞擊風(fēng)險(xiǎn)的研判和預(yù)測(cè)能力,許多國(guó)家都建有小行星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過地基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備,人類可以探測(cè)追蹤危險(xiǎn)小行星,對(duì)撞擊時(shí)間、落點(diǎn)、危害程度進(jìn)行預(yù)報(bào),并采取有效處置手段,最大限度降低風(fēng)險(xiǎn)。
據(jù)了解,目前人類已經(jīng)11次成功預(yù)警小行星來襲,時(shí)間誤差也較小。其中,人類首次準(zhǔn)確預(yù)測(cè)小行星撞擊地球是在2008年。當(dāng)年,美國(guó)哈佛史密松天體物理中心和美國(guó)宇航局宣布,一顆編號(hào)為2008TC3的小行星將由蘇丹北部上空進(jìn)入地球大氣層并發(fā)生燃燒。事后觀測(cè)表明,預(yù)計(jì)的撞擊時(shí)間與實(shí)際撞擊時(shí)間的誤差只有15秒。最近的一次成功預(yù)警發(fā)生在2024年12月,中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)在云南姚安成功預(yù)警了一顆直徑約0.75至1米的小行星撞擊。











