“双小行星重定向测试”(DART)计划示意图。科学家计划在2022年9月至10月让航天器撞击小行星,改变其轨道。
为防止小行星撞地球,科学家想了很多办法。
齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 于梅君
“小行星,我们来找你了!”
当地时间11月23日晚10点21分,美国太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰9”号火箭搭载名为“双小行星重定向测试”(DART)的航天器,从加州范登堡太空军基地升空。该任务计划让航天器故意撞向一颗小行星,改变其运行轨道,这将是人类首次试图干预太阳系的引力。如果这项任务成功,未来就算有一颗巨型小行星撞向地球,人类也不会束手无策。
据报道,DART的目标是让航天器以每小时2.4万公里的速度,撞向直径约160米、名为“Dimorphos”的小行星。“Dimorphos”像卫星一样,围绕直径约800米的“Didymos”小行星旋转。在希腊语中,“Dimorphos”的意思是“双胞胎”,“Didymos”的意思是“双形态”。
这两颗小行星都不对地球构成威胁,NASA选中它们,只是因为这两颗行星在围绕太阳公转时,偶尔会运行到离地球较近的位置。科学家计划在2022年9月至10月“双胞胎”小行星系统离地球最近(约680万公里)的时刻,让航天器撞过去。航天器抵达“双胞胎”小行星约需10个月。
由于航天器的大小只有“双胞胎”小行星的百分之一,这次撞击对“双胞胎”来说无关痛痒,但这次小小的推动却将改变其运行轨道。原本,“双胞胎”大约每11小时55分绕“双形态”一周。DART团队预计,如果任务成功,这次撞击可能会缩短这一周期,少则缩短73秒,多则缩短10至20分钟。2024年,欧洲航天局“赫拉”号航天器将造访“双胞胎”小行星,进一步观察此次实验的影响。
危险的天外来客
小行星撞地球后果有多严重?6500万年前,地球还处于白垩纪时期,一颗直径约10千米的小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛海岸,包括恐龙在内,地球约75%的生物灭绝。
1908年,一颗小行星在西伯利亚通古斯河附近发生爆炸,将几乎是两个纽约大小的森林夷为平地。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,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。据美国宇航局分析,该小行星直径约17-20米,重量约1万吨,其爆炸释放的能量相当于50万吨TNT(三硝基甲苯,常用炸药成分之一),而二战时美国向日本投掷的广岛原子弹当量才1.5万吨TNT,足见其威力之大。这次爆炸警醒世人:在宇宙中,地球其实并不那么安全。
据欧洲航天局测算,目前大约有2.7万颗近地小行星,其中1200颗有撞击地球的可能。大型小行星,比如6500万年前导致恐龙灭绝的那颗小行星,直径通常超过1公里。这样的小行星很容易被发现,而且十分罕见。直径小于10米的小行星虽然常见,但不太可能对地球造成伤害,通常会在大气层中燃烧殆尽。中等大小、直径几十米至几百米的小行星较为危险,它们数量众多,难以探测,有能力毁灭一座城镇或城市,因此,研究小行星防御并非杞人忧天。
NASA表示,虽然在接下来的100年里,可能没有一颗直径超过140米的小行星会撞击地球,但截至2021年10月,只有大约40%的小行星被发现。也就是说,还有更多未知小行星在太空中环绕,它们是否会和地球亲密接触也是个未知数。所以为了人类命运,未雨绸缪还是需要的。
应对近地小行星撞地球威胁
据悉,小行星是46亿年前太阳系形成时遗留下来的岩石碎片。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。据跟踪小行星运动的美国宇航局联合推进实验室称,当小行星到地球的距离小于地球到太阳距离的1.3倍时(地球到太阳的距离约为9300万英里),就被归为近地天体。NASA追踪了26000多颗近地小行星,其中1000多颗被认为具有潜在危险。
今年6月,一颗和埃菲尔铁塔一样大的小行星“2021KT1”靠近地球,被归为“具有潜在危险”,它以450万公里的距离飞过地球附近。
今年11月,俄罗斯克尔德什应用数学研究所发布消息称,发现一颗可能会对地球造成威胁的未知小行星,这颗小行星被暂时编号为2021UL17。11月10日,它在距地球1800万公里处。目前科学家正在计算这颗具有潜在威胁的小行星的未来轨道路线。
2029年4月13日,一颗被命名为阿波菲斯的小行星,将在仅31000公里的地方,近距离掠过地球,比目前环绕地球运行的一些人造卫星还要更靠近地球。
既然威胁无时不在,应对小行星撞击就成为人类很重要的任务。早在2008年,联合国就成立了太空探险家联合会。2013年发生俄罗斯车里雅宾斯克陨石事件后,联合国于当年10月份成立了“国际小行星预警组织”。经过多年研究和实验,科学家认为,防范地球受到小行星撞击的措施主要有动能撞击、引力拖曳、核弹爆破等方法。其中动能撞击是最简单可行的方法,由此,NASA启动了“双小行星重定向测试”计划(DART)。
此外,有科学家今年10月份发表了被称为“行星攻击之π计划”的论文,主要构想是将直径10厘米至30厘米,装满炸药的圆柱形金属棒设置在小行星轨道上。当小行星以极快速度撞击它们时,便会被炸成大量直径约10米或更小的碎片。和“行星防御”计划相比,π计划在应对紧急情况时更有优势。
不过,科学家认为,在真正的行星防御场景中,还有更多因素需要考虑,重点还是先解决探测和预警问题,各国应加强合作,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；一些国家可能受小行星撞击,另一些国家有能力采取行动阻止撞击,这就需要加强国际合作。
总之,不论是DART演习的防御方法,还是π计划的攻击方式,对小行星带来的威胁,尽早做好万全准备总不是一件坏事,毕竟地球是人类和万物共同的家园。
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