美俄双双展开小行星“防御计划”

  不久前,美国航空局宣布批准一项防止小行星撞地球的计划进入初步设计阶段,计划2020年发射航天器撞击一对小行星以改变其轨道。

  随后,俄罗斯航天集团下属单位表示将从2019年开始筹建近地小行星搜寻追踪系统,及时预警潜在撞击。美俄为何相继启动小行星撞地球“防御计划”?

  近地小行星撞击地球的可能性到底有多大?

  美俄采取了巧合的“一致行动”,是不是意味着有可能有小行星撞击地球的危险呢?

  中科院上海天文台台长洪晓瑜表示,从天文学的角度来说,“杞人忧天”是对的。小行星“光顾”太阳系行星时有发生,只是大部分小行星在进入大气层后会被烧毁、分解,使人们觉得“天上掉下来小行星”很少发生。

  美国航天局将直径超过1千米的小行星列作“可造成全球性影响”的潜在威胁天体,并重点观测追踪。美国估计,人类已发现了约93%的此类天体,然而,对于直径小于1千米的小行星,目前还有许多尚未观测到,不排除撞击地球、造成区域性破坏的可能。

  中科院紫金山天文台台长杨戟表示,直径大于140米且离地球轨道小于750万千米的小行星对地球有可能构成直接威胁,但迄今已发现的潜在威胁小行星总数尚不足理论估计数量的三分之一,其中,直径大于40米的近地小行星已发现数量仅占3%。因此,加强对近地小行星的探测是探索和认识太阳系的迫切需要。

  人类防御小行星“意外飞来”,存在哪些漏洞?

  历史表明,小行星撞击地球发生的概率可能超出人们想象。2013年,一颗陨落的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸,致使大量建筑受损,数千人受伤。许多宇航机构是通过社交网络和视频网站了解此事的,这表明人类对近地小行星的出没,在认知上存在严重不足。

  科学家认为,发生在车里雅宾斯克的事件已经是一个无法回避的警告。如果说2013年是车里雅宾斯克运气不好,那么如果20年后,人类的某个地点又在毫无防备的情况下被击中,那可不是坏运气的问题了。也就是说,想要有效防御小行星撞地球,我们要做到监测无死角、无漏洞。

  目前,人类在监测近地小行星意外飞来的实践中,还存在哪些漏洞呢?

  杨戟表示,近地小行星游弋在太阳系各个地域,轨道分布广、亮度低、变化速度快,这对小行星探测造成巨大挑战。目前,监测近地小行星的天文装置,普遍口径小、数量少、站址单一、探测深度有限,有能力的国家需要建设具有大天区搜寻、低亮度探测和动态持续监测能力的高灵敏度天地一体化监测网。

  发现具有潜在威胁的小行星,人类目前技术能否实现防御呢?

  中科院微小卫星创新研究院新技术中心主任张永合认为,利用人造航天器进入深空接近或撞击小行星是可实现的,但要想让小行星在受控的状态下偏离威胁轨道,或分解成碎片,还面临巨大的技术挑战。

  监测近地小行星,除了预警,还能干什么?

  人类对近地小行星的监测,除了能防止小行星撞地球所造成的生存环境破坏,还能为深空探测提供直接科学支撑。

  杨戟表示,近地小行星蕴含着太阳系形成初期的原始信息,是人类开展深空探测的重要科学目标,也是继月球后人类探索太空的重要对象。国际上已有多个组织开始探索开发利用小行星的资源。

  张永合认为,对地球附近微小行星、近地小行星、空间碎片的普查、跟踪和编目是保障航天和深空探测活动的关键。利用微小卫星技术开展低成本深空小行星探测、采样是当前国际空间科学领域的热点,未来甚至可以利用近地小行星作为深空探测的运载平台,将航天器送入太阳系深处。

  目前,美国、欧洲、俄罗斯、日本建设了近地小行星监测预警的相关基础设施。其中,美国投入了一批新的地面监测设备,并启动建设了下一代巡天望远镜,把近地小行星搜索作为重要业务目标。欧空局利用地面雷达和光电设备监测人造天体、空间碎片和潜在威胁天体,同时计划建设高精度望远镜开展扫描巡天。

  我国的近地小行星观测研究有长期积累。中科院紫金山天文台建设了1米施密特近地天体望远镜,近年来成为国际小行星联测网中数据排名领先的台站之一。到目前,已新发现8个近地小行星,并对上千个近地小行星进行了监测,在国际上具有一定影响力。