防御近地小行星的一大步

一墨

詹姆斯·韦伯太空望远镜（左图）和哈勃太空望远镜（右图）捕捉到了“镖”撞击小行星的画面，撞击产生高亮放射光线

由美国宇航局（NASA）发射的，名为“镖”（DART）的飞行器，在太空飞行10个月之后，迎来它生命的最后一刻—9月26日，在距离地球1100万公里的太空，总重600公斤的“镖”以每小时2.4万公里的速度向小行星“二形”（Dimorphos）发起了自杀式冲刺。

“镖”的一举一动，由美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室实时监测。在现场直播的画面上，“镖”的机载摄像头捕捉到小行星“二形”的逐秒图像变得越来越大，直至在信号丢失之前填满了直播屏幕。

这证实了“镖”飞行器已经坠入“二形”。这是人类首次行星防御演习，旨在尝试改变小行星运动轨迹，以防止小行星撞击地球而带来世界末日。

“这是‘人类的新时代’，这是一个我们可能有能力避免危险小行星撞击而保护自己的时代，”美国宇航局行星科学部主任洛瑞·格拉兹在“镖”撞击后不久说，“非常了不起，我们以前从未有过这种能力。”

不过，人类历史上从未遭受过行星撞击带来的灭顶之灾。美国宇航局这项筹划了7年时间、耗资23亿多元人民币的“演习”，是否过于杞人忧天了？

根据美国宇航局的数据，地球每天都遭受着来自太空100多次尘埃和沙粒大小颗粒物的轰炸；每隔两千年左右，地球会遭受到一颗足球场大小的流星体撞击；每隔几百万年，地球就会遭遇一个大到足以毁灭地球文明的天体撞击。

目前很多科学家认为，史前地球霸主恐龙的灭绝，就是因为6500万年前，一颗直径数千米大小的小行星撞击地球。美国宇航局透露，近期有至少4颗小行星对地球造成近距离的威胁，其中一颗在今年3月撞上了地球，坠毁在格陵兰岛一带。

2022年9月26日，被飞行器“镖”（DART）撞击的小行星“迪莫弗斯”

而在1908年6月30日，人类有史以来最严重的一次外来天体撞击地球事件发生。当日，一个直径50至100米的火球状天体，在俄罗斯西伯利亚的上空划过，照亮了整个天空。当“火球”触地，地平线上产生了蘑菇状的烟云。紧接着爆炸发生，巨响如雷，方圆1000公里之内，都能听见此爆炸声。这一爆炸产生的冲击波，不仅把数百公里外的玻璃窗震碎，还把数百公里外的人给震倒—这威力相当于5.0级的地震。

1908年6月30日，人类有史以来最严重的一次外来天体撞击地球事件发生。

不仅如此，此次爆炸还将当地2137平方公里内有着8000多万棵树木的原始森林夷为平地。科学界将此事件称为“通古斯大爆炸”。事后科学家研究得出，导致此次爆炸的外来天体，是一颗约有25层建筑大小的石质小行星，其撞击地球产生的爆炸威力，等同于10兆吨到20兆吨的TNT炸药，比1945年投在广岛的原子弹威力还强1000多倍。

105年之后，一场类似“通古斯大爆炸”的事件，在俄罗斯车里雅宾斯克的上空上演。2013年2月15日，一颗有5层建筑大小的小行星携带着刺眼的光芒冲进车里雅宾斯克上空的大气层，并以每秒19公里的速度向地面冲刺，在距地面22.53公里的地方爆炸。

当时的爆炸威力相当于44万吨TNT炸药的能量，方圆518平方公里的玻璃窗被其冲击波震碎，有些建筑物也受到了不同程度的损害。据官方统计，现场有1491人在这场爆炸中，被震碎的玻璃片等东西割伤。此事件是通古斯大爆炸以来，地球遭遇的最大空中爆炸。

俄罗斯时任总理梅德韦杰夫表示，车里雅宾斯克事件证明了地球容易受到陨石袭击，有必要建立一个应对系统，以在未来类似事件中保护地球。

事后，美国宇航局也于2016年成立了行星防御协调办公室（PDCO），編列具有潜在危险的近地天体，研发如何使之远离地球的技术，并协调其他机构一同合作解决这些问题。

2013年2月15日，俄罗斯车里雅宾斯克，小行星向地面冲刺

2013年2月15日，小行星碎片坠入切巴尔库尔湖中形成的窟窿

2013年2月25日，俄罗斯叶卡捷琳堡，当地实验室对陨石碎片进行研究

在行星防御领域，美国一直走在世界前列。早在1998年，美国宇航局就启动了近地天体观测计划。2005年美国国会通过美国宇航局授权法，要求其在15年内，找到90%直径在140米以上的近地天体。

如今，在人类已知的近2万颗近地天体当中，美国宇航局对它们的掌握已高达90%以上。

“镖”项目则把行星防御从观测阶段推进到实践阶段。在美国宇航局和约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的合作下，2021年11月24日，“镖”飞行器从加州范登堡空军基地发射，按照规划，于今年9月26日撞向了“二形”。

在10个月的太空巡航期间，“镖”只能靠太阳能展板补充飞行所需的能量。在撞击前的4小时，“镖”是不受控制的，完全自主，只要发生点意外，“镖”项目将会前功尽弃。

“镖”最终目的地选择在“二形”，也是经过多重考虑的。其中主要因素是，“二形”有自己固定的运行轨道。由于“二形”像月亮一样，被引力束缚在母星Didymos上，在“镖”对“二形”实行撞击之后，意外将其送上与地球碰撞路线的可能性不大。

在“镖”完成自己的使命后，科学家表示，在大约两个月后，他们才能确定“二形”小行星是否因为“镖”的撞击，出现轨道偏离。约翰斯·霍普金斯大学“镖”项目协调负责人南希·查博特在新闻发布会上说：“我们期待知道‘镖’撞击‘二形’会发生什么，不过我们更想知道这对未来可能的应用意味着什么。”

与此同时，南希·查博特也表示，“镖”此次碰撞只是一个轻推，类似于“将高尔夫球车推入大金字塔”。不过，“镖”与防御真正的小行星撞击之间，还是存在着某些关键区别：首先，“镖”此次任务预选的小行星，本身不存在撞击地球的风险。其次，“二形”是双星系统的一部分，而在近地小行星当中，大约只有1/6是双星。

面对行星撞地球的威胁，科学家经过多年的研究探索之后，提出了很多方法，比如用核弹炸毁它们、利用航天器的引力改变它们的航向，以及利用激光击碎它们等。其中，“镖”在那些选项当中，可以说是最简单的之一，即击中那些行星并改变它们原来的航向。

“镖”虽然由美国宇航局和约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室领导，但其他国家的科学家和工程师也为“镖”项目的成功开展立下了汗马功劳。为了更好地掌握“二形”的情况，在美国宇航局的协调下，世界各地和太空中的数十架望远镜都监视着“二形”与“镖”的轨迹。

“镖”此次碰撞只是一个轻推，类似于“将高尔夫球车推入大金字塔”。

“尽管‘镖’是一项测试，但要想完成它，国际合作是必不可少的。因此在‘镖’项目上，我们与欧洲以及世界其他各地的同事有着密切的合作。”亚利桑那大学月球和行星实验室的艾伦·豪厄尔告诉媒体。

在“镖”撞击“二形”行星完成阶段性任务之后，欧空局（ESA）的“赫拉”任务将在后续的探测工作里，扮演极为重要的角色。欧空局先前已和德国OHB航天公司签署了一份价值1.294亿欧元的合同，该项目主要由德国及15个欧洲国家共同资助。

这笔资金将用于建造太空探测器“赫拉”。“赫拉”航天器的设计和集成，将由OHB负责完成。OHB还将与17个国家的航天公司合作，协助欧空局执行首次行星防御任务。不出意外的话，“赫拉”航天器将于2024年10月由Ariane 6火箭发射。在太空航行两年后，它预计在2026年12月抵达Didymos行星，并进行至少6個月的近距离研究。

在行星防御领域的探索方面，中国作为航天大国也从未缺席。今年4月，中国国家航天局副局长吴艳华透露，中国正准备建设近地小行星防御系统，到“十四五”末期（大概2025年前后），中国将会尝试对某颗小行星进行抵近观测，并实施就近撞击，以此进行“改变行星轨道”的技术实验。

1969年7月21日，阿姆斯特朗在月球上留下“个人的一小步，人类的一大步”之宣言。如今“镖”在天空的每一小步，也将是人类防御行星撞击、保护地球的一大步。