近地天體預警防御綜述*

楊志濤，劉 靜

(1. 中國科學院國家天文臺，北京 100101；2. 國家航天局空間碎片監測與應用中心，北京 100101；3. 中國科學院大學，北京 100049)

2013年2月發生的車里雅賓斯克事件引起了國際社會對近地天體撞擊威脅的高度關注，并促成兩個專門負責近地天體撞擊威脅的國際組織的成立：國際小行星預警網(International Asteroid Warning Net, IAWN)和空間飛行任務規劃咨詢小組(Space Mission Planning Advisory Group, SMPAG)。2017年10月，在我國香格里拉上空發生的火流星事件使得近地天體撞擊地球事件迅速成為我國公眾關注的熱門話題。2018年1月，中國加入國際小行星預警網和空間飛行任務規劃咨詢小組，成為兩個組織的正式成員，近地天體預警防御已成為急需加強的研究領域。

近地天體[1](Near Earth Objects, NEO)是軌道近日點在1.3 AU以內的太陽系小天體，包含小行星和彗星兩類，其中近地小行星(Near-Earth Asteroid, NEA)占絕大多數。與地球軌道的最近距離在0.05 AU以內且絕對星等小于22等(相當于直徑大于140 m)的近地小行星被定義為潛在威脅小行星，是對地球威脅性較高的一類近地天體。截止2019年3月13日，據小天體中心(Minor Planet Center, MPC)公布，已發現近地天體的數目[2]已達19 775顆，其中直徑在1 km以上有895顆，潛在威脅小行星有1 974顆，此外已發現的近地彗星有107顆。

近地天體物質組成等特征參量的獲取對風險分析和防御效果評估的準確性至關重要。根據光譜測量及反照率分布可以研究近地天體的物質組成。目前的分類研究把小行星分為S, C, X 3大類以及一些次要的異常類型[3]，如S型小行星的表面主要成分為硅酸鹽和金屬鐵，C型富含碳質和有機質成分，類似于碳質球粒隕石。

1 威脅及應對方式

1.1 威 脅

近地天體對地球構成撞擊威脅的原因在于：(1)近地天體的運行軌道與地球軌道接近，存在與地球發生碰撞的可能；(2)近地天體與地球的相對速度高達幾十千米每秒，一旦碰撞會產生巨大的撞擊能量，易造成較大的災難；(3)近地天體數量很多且目前絕大部分尚未發現，潛在撞擊風險較高。

撞擊風險真實存在。1994年彗木相撞以及月球和火星上觀測到的新隕石坑均說明太陽系內小天體撞擊事件的發生并非個例。6 500萬年前的生物大滅絕很可能是由近地天體撞擊造成，而2013年2月15日發生的車里雅賓斯克事件確是小行星撞擊[4]，造成1 500多人受傷，數千棟建筑受損。此外，據國際小行星預警網發布的信息，自2016年6月至今，近地天體與地球的近距離交會(地月距離之內)事件已超過100次。

撞擊事件危害大。據估計[5]，一顆直徑1 km的小行星撞擊地球可產生80 000 MT(1 MT=106噸TNT炸藥的爆炸能量)的撞擊能量并引發全球性災難，可能導致地球文明的毀滅；一顆直徑100 m量級的小行星撞擊地球可產生80 MT的撞擊能量，爆炸威力強于最強氫彈，可造成區域性的毀滅；即便直徑30 m的小行星撞擊能量亦可達2 MT，而1945年廣島核彈的爆炸能量僅約0.02 MT。同時，近地天體尺寸越小，數量越多，撞擊概率越高。

未知目標的潛在撞擊風險高。根據美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)公布的報告[6]估計，百米量級的近地天體目前已發現數量仍不足理論預測數目的20%，但足以造成很大的危害，因此構成很高的潛在撞擊風險。圖1[7]為不同尺寸近地天體的已發現數目(綠色，左軸)、理論預測數目(紅色，左軸)及相應的搜尋完成比例(藍色，右軸)。

圖1 近地天體搜尋觀測現狀
Fig.1 NEOs′ search and observation status

1.2 應對方式

為了有效應對近地天體的撞擊威脅，盡量避免或減緩此類撞擊事件造成的危害， 首先需對近地天體進行搜索和跟蹤監測，獲得其軌道測量和特征測量數據； 其次基于監測數據的處理實現對近地天體的編目管理，然后利用編目軌道數據和特征數據對近地天體的撞擊風險進行評估，對危險事件發出預警；最后在出現危險事件時需具備主動防御或被動應對的能力。應對流程如圖2。

1.2.1 監測預警實例

目前的近地天體監測預警工作主要由小天體中心和噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)聯合負責， 小天體中心接收數據并進行初步的數據處理和風險識別，噴氣推進實驗室對潛在的危險目標進行精密定軌和風險分析，并對外發布危險結果，期間觀測系統持續跟蹤監測并上傳數據。2008年10月曾成功發現并預警一次危險近地天體(臨時編號為2008TC3)，該天體于10月6日由卡特琳娜巡天望遠鏡發現，經計算將在24小時內撞向地球，并且研究人員于10月7日凌晨成功在預測地區拍到該小行星進入地球大氣層的畫面。幸運的是這顆小行星尺寸較小，在大氣層中燒蝕解體后只產生一些很小的隕石，未造成危害。

圖2 應對流程示意圖Fig.2 Flow chart of response process

1.2.2 預警防御難點

現有探測能力不足，編目比例低。百米級的近地天體便可對地球造成重大危害，但目前已發現和編目的比例仍然很低，主要原因是探測能力不足。近地天體探測的主力是地基光學望遠鏡，面臨的探測難點在于：(1)近地天體大多時間距離地球遙遠，且尺寸越小所占比例越高，多數近地天體亮度很低難以探測；(2)地基望遠鏡受天光背景的影響，只能在晚上觀測，故無法觀測從晝半球方向靠近的天體，尤其對于地球軌道內的天體，因始終在晝半球而難以探測；(3)近地天體運動的特殊性也給地面觀測帶來更多的技術挑戰，例如近距離交會時其角速度可能與高軌空間碎片相近，因此難以甄別。

新發現天體監測數據少，預警誤差大。近地天體新發現時監測數據只覆蓋其軌道周期的很小一段，且望遠鏡觀測只能定向無法定位，即使測角精度可以達到很高的水平[8]，在缺少距離約束的情況下軌道確定精度仍然有限。此外，由于近地天體的物理特征信息比軌道信息更難獲得，對于已有軌道編目的近地天體，仍有較高比例并未獲得準確的特征信息。因此有很多(尤其是新發現)近地天體的預警風險分析結果誤差偏大。

防御技術不夠成熟。目前已提出且研究較多的近地天體防御策略包括核爆、動能撞擊、改變太陽光壓、激光剝蝕、引力牽引等多種技術手段，其中僅動能撞擊技術較為成熟，其它方法多在理論研究階段，而核爆技術同時面臨著較大的法律困境。即便是動能撞擊技術，也因受到近地天體尺寸、結構等特征信息不精確的制約而難以準確評估防御效果。

2 國際研究現狀

由于近地天體數量很多，搜索發現和跟蹤監測任務重、難度高，需要全球聯合觀測以提高觀測效率和時效性(尤其對于類似車里雅賓斯克事件的 “突襲者”)； 同時由于撞擊威脅大且撞擊時間和地點難以準確預測，同樣需要各國采取聯合應對措施。因此，國際合作是人類應對近地天體撞擊威脅的必然選擇。目前已有專門的國際組織負責近地天體預警和防御的相關工作，例如曾經的近地天體行動組、國際小行星預警網和空間飛行任務規劃咨詢小組。 此外也有一些防御相關的項目是由多國聯合研究或研發，例如美歐聯合開展的小行星撞擊偏轉評估任務。

2.1 國際組織

2.1.1 近地天體行動組

受1994年發生的彗木相撞事件影響，由聯合國外層空間事務辦公室(United Nations Office for Outer Space Affairs, UNOOSA)組織，1995年在紐約聯合國總部舉行了第1次近地天體國際會議，會議明確提出近地天體對地球的潛在威脅，并提議加強現有的近地天體監測能力以搜索并跟蹤近地天體， 此外還提出需要評估大中型近地天體撞擊的可能性。 1999年，近地天體撞擊威脅問題在第3次聯合國探索與和平利用外層空間會議上得到進一步關注。 此次會議形成的 “維也納空間與人類發展宣言”(維也納宣言)包含33項具體建議，其中一項建議是增強與近地天體有關行動的國際合作與協調。此后，為執行維也納宣言中有關近地天體的建議，和平利用外層空間委員會(the Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, COPUOS)于2001年設立了近地天體行動小組，該行動小組負責協調關于近地天體撞擊威脅的國際減緩應對行動，后于2015年被認為已成功完成協調近地天體威脅的國際減緩應對任務并正式解散。

2.1.2 國際小行星預警網和空間飛行任務規劃咨詢小組

在2013年2月發生車里雅賓斯克事件后，2013年12月聯合國大會第68次會議正式簽署成立國際小行星預警網和空間飛行任務規劃咨詢小組(中國于2018年1月底正式加入)。國際小行星預警網負責近地天體的發現、跟蹤、編目、特征分析等工作，并不定期組織開展國際聯測活動，在提高對所選近地天體編目及預警精度的同時，提升國際聯測的協調應對能力。如2017年10月對小行星2012TC4的國際聯測活動， 成功獲得大量觀測資料并計算得到其精密軌道，排除了100年內撞擊地球的可能性?？臻g飛行任務規劃咨詢小組負責近地天體防御應對的相關工作，具體職責包括： (1)掌握各國航天局和航天組織的相關活動；(2)確定今后工作中需要重視的行星防御空間飛行任務相關的技術和科學活動；(3)制定和更新未來任務的國際戰略，支持行星防御任務研究與開發工作；(4)分析和報告國際合作的有效性，并資助行星減緩活動。

2.2 研究項目

2.2.1 空間飛行任務規劃咨詢小組的任務計劃

為了有效地開展并促進近地天體防御相關的技術研究，空間飛行任務規劃咨詢小組將涉及的工作劃分為11項任務計劃，為各項計劃確定牽頭組織以推進相關研究，并要求研究組織在空間飛行任務規劃咨詢小組會議中匯報各自的研究進展。 這11項任務計劃基本涵蓋了近地防御流程中可能涉及的所有環節(見表1)，包括開始響應或采取行動所需的標準或閾值(任務1)、 減緩任務的類型和技術(任務2～4)、 有威脅時的行動計劃和協調方法(任務5～6)、 基于現狀對未來工作路線的梳理(任務7)、 對減緩任務所帶來后果的預研(任務8)、 對近地天體進行軌道偏轉時需采取的標準(任務9)、 對核能選項的可行性研究(任務10) 以及主動防御所需載荷(包含火箭、航天器及其搭載的載荷)特征的預研(任務11)。目前任務1已形成初始報告，美國國家航空航天局建議響應閾值為：(1)對于所有撞擊概率大于1%且尺寸在10 m以上(近似于絕對星等達到28等或者更亮)的近地天體，國際小行星預警網需發出警報；(2)對于20年內撞擊概率大于10%且尺寸在20 m以上(近似于絕對星等達到27等或者更亮)的近地天體，需要制定防御計劃并開始地基的相關準備工作；(3)對于50年內撞擊概率大于1%且尺寸在50 m以上(近似于絕對星等達到26等或者更亮)的近地天體， 空間飛行任務規劃咨詢小組需啟動相應的防御任務。

表1 空間飛行任務規劃咨詢小組11項任務計劃Table 1 Task plan of SMPAG

2.2.2 防御策略研究

近地天體防御的難度與其尺寸、質量、軌道狀態及預警時長等因素密切相關。對于預警時間較短，類似車里雅賓斯克事件中突然出現的危險天體，目前只能基于地基設備進行近地空間防御。若預警時間較長(如幾年或幾十年)，則近地天體防御策略的實施可分為兩個階段：(1)行星際軌道轉移，即發射航天器從地球到達近地天體附近的過程；(2)具體防御技術的實現。 近地天體防御技術又可分為兩種：① 軌道偏轉，即改變危險天體的軌道，使其避開地球；② 碎裂，使危險天體分裂成碎片，充分降低或完全消除危險天體撞擊地球的危害。行星際軌道轉移技術相對而言已較為成熟，美歐日俄等國家或組織均已成功開展過深空探測項目，中國亦有嫦娥二號曾飛躍探測圖塔蒂斯小行星，在具體任務執行階段，天文自主導航[9]是關鍵技術之一。防御技術包括核爆、動能撞擊、引力牽引、改變太陽光壓、激光剝蝕等多種技術手段，其中僅動能撞擊技術成熟度相對較高。

(1)

J=(Δsr+δsr)2+(Δsθ+δsθ)2+(Δh+δh)2.

(2)

軌道根數的變化量δσ取決于不同的偏轉技術。對于脈沖變軌方法，近地天體在 “瞬時” 受外力作用而產生速度變化，同時軌道發生改變。對于連續推力變軌方法，相當于近地天體在一段時間內始終受到一個攝動力的影響，因而軌道發生緩慢變化。在制定偏轉策略時，首先基于近地天體和太陽構成的二體模型進行初始的方案設計，然后在考慮完整軌道攝動作用力的情況下優化得到精密的軌道偏轉策略，其中可考慮采用一些較新的優化算法，如遺傳算法、粒子群算法或機器學習算法等。

(2)核爆。利用核裝置直接炸碎危險天體，或利用核爆產生的推力改變危險天體的軌道，避免與地球相撞。核爆可分為非接觸式爆炸和接觸式爆炸，具體方式的選擇主要由危險天體的尺寸和組成決定。非接觸式爆炸是指核裝置在危險天體上空引爆，并不與其接觸，爆炸釋放的能量在星體表面產生高溫，星體表面物質被高溫蒸發并噴射出來，基于動量守恒原理，危險天體將被推向噴射物運動的反方向，偏離原有的軌道。接觸式爆炸是指核裝置在近地天體的表面或內部引爆，如此可使危險天體碎裂。接觸式爆炸的能量使用率高，但同時難度也高：(1)引爆條件要求高，需要提前撞擊危險天體或著陸后打洞，準確安置核裝置后再依計劃引爆；(2)爆炸后的碎裂效果難以控制，爆炸產生的碎片撞擊地球同樣有可能造成危害。

(3)動能撞擊。動能撞擊是通過使用一顆或多顆航天器以很高的相對速度直接撞擊危險天體，以改變其運行軌道，使其不再與地球相撞。動能撞擊的本質是動量守恒原理，近地天體速度變化大小取決于航天器的質量、撞擊速度及動量轉移系數。航天器質量取決于發射質量和軌道轉移過程中的質量消耗，撞擊速度與轉移軌道的設計密切相關，動量系數則決定了動能撞擊的效率，其值與目標天體的物質組成、形狀、結構等特征參量密切相關，而這些特征參量通常難以精確獲知(尤其是預警期較短的天體)。相對而言，動能撞擊是目前可行性最高的方案之一，優點在于：(1)技術成熟度高，在美國的 “深度撞擊” 任務中已有初步驗證；(2)靈活性好，在深空或近地空間均可開展，可適用于不同的預警時長，甚至在緊急情況下也有望實施。

(4)引力牽引。引力牽引是將航天器駐留在距離目標天體一定距離的軌道上，通過萬有引力緩慢改變其軌道。此方法的優點是只要知道近地天體質量即可，不需要考慮其物質組成、結構、自轉等其它特征信息，主要挑戰在于需要進行長期可靠的軌道控制。此外，引力大小主要取決于航天器和目標天體的質量，若增大航天器質量則快速增加發射成本。此外還有 “增強型引力牽引” 方案，即讓航天器在引力牽引的同時，從目標天體收集物質以增強自身的引力場，但這需要掌握從近地天體成功收集物質且避免航天器被碎石砸壞的新技術，并且需滿足更高的軌道控制要求。

(5)改變太陽光壓。太陽光壓是影響近地天體軌道變化的主要攝動源之一，因輻射源即為中心天體(太陽)，因此近地天體所受光壓力為一中心斥力，其大小與目標天體的反照率、光照面積及太陽光輻射強度均成正比。通過改變近地天體所受光壓作用力的大小同樣可以改變其運行軌道，具體方法包括：(1)在天體表面噴涂特定的涂層以改變其反照率；(2)在天體表面放置太陽帆以增大光照面積；(3)在空間部署一個或多個反射器以增強作用在目標天體上的太陽光輻射。由于太陽光壓作用力通常很小，用于改變目標天體軌道需要很長時間，故該技術只適用于有很長預警時間的危險近地天體。

(6)激光剝蝕。激光剝蝕技術是采用一個大功率激光系統照射近地天體表面，利用表面燒蝕產生的等離子體噴射帶來的反作用力改變目標天體的軌道。載有激光系統的航天器可以部署在月球或繞地軌道，小型的激光系統也可發射至近地天體軌道附近，在引力牽引的同時對目標天體施加更大的作用力。激光剝蝕的作用力主要取決于激光發射功率的大小，對近地天體防御所需的大功率激光系統，目前研究的技術成熟度仍然很低。

2.2.3 深空探測項目

深空探測對于提高近地天體防御能力意義重大：(1)增強對近地天體物理特征的測量和認知，提高對目標天體風險估計和防御效果評估的精確度；(2)檢驗與航天器深空軌道轉移及小天體繞飛甚至著陸相關的軌道測量與控制技術，驗證具體防御手段可達到的實際效果等。

美國國家航空航天局于2005年實施 “深度撞擊”(Deep Impact)任務，一顆撞擊器以10.2 km/s的速度撞擊直徑約7.6 km的坦普爾1號彗星并留下約28 m的撞擊坑，一定程度上驗證了動能撞擊技術的可行性(圖3是該彗星被撞擊后67 s的圖像)。2016年發射的OSIRIS-Rex計劃登陸小行星貝努(Bennu)并采回60克到幾千克的樣品(重量取決于探測目標的表面性質)，該任務除了提供關于潛在威脅小行星的特征數據外，還可驗證在小行星附近的操控技術。該航天器已于2018年12月到達貝努小行星附近并開始星表探測。

圖3 (a) 坦普爾1號彗星撞擊67秒后的圖像；(b) 雙小行星重定向試驗任務示意圖
Fig.3 (a) Image of Templer 1 comet 67 seconds after impacted; (b) Diagram of project Double Asteroid Redirection Test

日本宇航局(Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA)負責(德法等國參與)的隼鳥2號任務(Hayabusa-2)，計劃登陸近地小行星Ryugu采樣并返回，將提供與偏轉研究直接相關的數據。隼鳥2號于2018年6月成功實現繞飛小行星Ryugu，并于9月21日成功釋放出漫游者著陸器開始星表探測。

此外，由美歐聯合開展的 “小行星撞擊和偏轉評估”(the Asteroid Impact and Deflection Assessment, AIDA)任務正在研制階段。項目的目標是研究和驗證動能撞擊的效果，測試航天器撞擊能否成功使小行星軌道偏轉以消除撞地威脅。該任務由兩個獨立的組成部分：(1)美國負責研制用于撞擊小行星Didymos的衛星Didmoon的小行星撞擊任務(Asteroid Impact Mission, AIM)；(2)歐洲航天局主導的用于監測撞擊事件的航天器AIM。DART計劃于2021年發射，并在2022年實施撞擊任務。小行星撞擊任務原計劃于2020年發射，但項目因資金問題在2016年被歐洲航天局取消，之后于2018年歐洲航天局提出發射航天器Hera的項目，計劃于2023年發射，將在2026年與小行星Didymos交會并進行繞飛探測。

2.2.4 法律問題

隨著行星防御領域科學和技術的不斷進步，近地天體防御工作可能面臨的法律問題重要性日益凸顯， 需要在充分考慮目前科學技術和社會經濟情況以及現有條約的前提下，努力制定或完善相關法律。 與近地天體防御相關的主要法律問題包括：(1)核武器的適用性問題。 近地天體防御是否包含核武器這一選項或許是目前最為突出的法律問題之一， 受 《部分禁止核試驗條約》、《全面禁止核試驗條約》 等國際條約的限制，采用核爆方式進行近地天體防御的策略將可能面臨巨大的國際政治壓力。(2)實施主動防御行動后可能面臨的法律問題。在近地天體主動防御任務部分成功或完全失敗的情況下，相應的法律責任或義務該如何劃分和界定。 因為主動防御必然是一個涉及多個國家或地區、多學科領域和多種技術手段的復雜項目，所以導致任務不完全成功或者失敗的原因可能有很多，例如計劃不周、任務執行偏差、偏轉實效不足、撞擊點不理想等各種可能的因素。同時，由于防御任務不完全成功可能造成的近地天體撞擊帶來的直接危害以及各種次生災難(如地震、海嘯等)。針對各種不同情況，參與各方應承擔的法律責任或義務該如何劃分和界定。

空間飛行任務規劃咨詢小組2016年2月的第6次會議同意設立一個專門的法律事務工作組，由空間法專家和科學家、工程師組成，就與執行近地天體偏轉任務相關的法律問題進行討論并提出建議， 用于試驗目的和緊急情況下行星防御的相關法律問題，目標包括：(1)制定和優化相關法律問題以及空間飛行任務規劃咨詢小組工作中需要澄清的問題；(2)考慮現有協議背景下的法律問題；(3)制定解決突出問題的行動計劃。

3 未來工作重點

綜合來看，近地天體預警防御領域未來的工作重點主要有以下4方面：

(1)提升搜索編目能力。搜索發現近地天體并對其進行編目管理是開展預警與防御工作的基礎。由于百米量級的近地天體足以造成嚴重危害而其發現比例尚不足20%，因此需要提高監測能力以搜索發現和跟蹤編目更多的近地天體。美國國家航空航天局于2007年提出目標 “至2020年完成90%直徑140 m及以上近地天體的發現和編目管理”，并為此提出 “大視場綜合巡天望遠鏡”(the Large Synoptic Survey Telescope, LSST)的建造計劃。按照最新的計劃表，大視場綜合巡天望遠鏡將于2021年建成并開始測試，2023年起正式運行。根據模擬計算的結果，大視場綜合巡天望遠鏡觀測12年可完成目標。此外還有一個天基紅外望遠鏡項目(the Near-Earth Object Camera, NEOCam)，計劃發射至日地L1點，其目標是在4年內發現三分之二的潛在威脅小行星。

(2)增強物理特征探測。掌握近地天體的物理特征是可靠地估計其對地面撞擊影響以及設計有效行星軌道偏轉任務的重要先決條件，尤其在發生預警時間較短的緊急情況時，快速獲取威脅對象的相關特征參數值(形狀、旋轉速率、反照率、物質組成等)對防御應對至關重要。天體物理特征信息的采集主要依賴望遠鏡(可見光和紅外)和雷達等天文觀測設備。為了提高探測效率，應促進各觀測臺站的合作并協調優化總體觀測策略，以期最有效地利用現有觀測設備。此外，通過深空探測任務進行近距離觀測和特征分析，可顯著增加對減緩相關的近地天體物理特征多樣性的認知。例如目前正在進行中的隼鳥2號任務。

(3)促進防御技術研究。對于近地天體軌道偏轉技術的研究迄今為止更多地集中在動力學撞擊器和引力牽引等方法上，這些方法在現有技術中是可行的，或者在幾年內可能變得可行。然而，應鼓勵和支持研究新的近地天體偏轉方法，諸如基于離子束推進技術的替代方法，激光消除等在未來技術開發過程中可能變得實用的方法。應將研究重點放在處理近地天體尺寸分布較小的(例如直徑為50～200 m)物體，這是大多數新發現并且對地球影響概率相對較高的尺寸范圍。對于偏轉之后的近地天體軌道演化,無論是試驗任務還是實際應急響應，行星軌道偏轉均將產生不確定的結果，有必要對涉及的不確定性和可能的結果范圍進行建模分析，覆蓋從完全失敗到偏轉大于預期的各種情況，以了解后續影響。在發生緊急偏轉的情況下需要知道偏轉試驗如何影響整體未來長期的撞擊風險，在進行偏轉試驗任務的情況下，無論結果如何都不能顯著增加測試目標對地球未來撞擊的風險。

(4)開展偏轉測試任務。理論和技術研究是基礎，同樣重要的是開展切實可行的試驗任務，以使近地天體軌道偏轉的防御技術能夠在真實的危險目標上實現。通過實際的測試任務可驗證和完善與偏轉相關的空間技術，例如小行星軌道偏轉策略所能達到的實際效果如何，如何確保靠近甚至著陸于弱引力且形狀不規則的小行星所需要的自主導航與控制系統等，此類難題在地面實驗室難以完全克服。如上文提到的小行星撞擊偏轉評估項目正是一個近地天體軌道偏轉實驗任務，此外在歐美多國聯合的NEOShield-2項目提出一個成本相對較低的研究動能撞擊的試驗任務NEOTωIST，計劃發射一個小型的撞擊器撞擊小行星Itokawa，撞擊地點選在遠離其旋轉軸的地方，從而導致其旋轉速率發生變化，進而研究動能撞擊效率與近地天體自旋等結構特征之間的關系。上述研究結果有助于減少在緊急情況下執行偏轉任務所需的科學和技術準備工作。

4 總結與建議

過去十幾年，人類在近地天體監測預警及防御應對方面取得了重大進展，但在國際社會能夠充分保護地球免受災難性小行星撞擊之前，還需要做更多的工作。百米及以下尺寸的近地天體數量多且發現比例尚低，需要加強監測以實現對多數危險天體的編目管理能力。物理特征信息對準確的風險分析和防御效果評估至關重要，需要努力增強對近地天體特征信息的采集與分析。近地天體防御的多種技術手段成熟度偏低，需要繼續加強理論與技術研究水平，包括對防御后總體風險的建模評估。理論的防御策略仍然需要通過實際的測試任務來驗證和完善。雖然我國已于2018年1月底加入國際小行星預警網和空間飛行任務規劃資詢小組，但目前我國在近地天體威脅應對方面的能力主要集中在搜索監測領域，例如盱眙的近地天體望遠鏡和麗江、興隆等觀測站的多臺光學望遠鏡均可以開展近地天體的搜尋及監測工作，但與國外相比能力仍顯不足，同時在預警防御領域的技術能力仍然比較薄弱，基本處于起步階段。

建議從以下幾方面加強我國在近地天體搜尋監測及預警防御領域的能力建設和科學技術研究：

(1)快速提升我國自主的暗弱目標監測能力，增強我國自主近地天體編目能力，以更早地發現尺寸更小或距離更遠的目標，盡量避免危險天體的突然襲擊。例如新建大口徑光學望遠鏡、利用已有大口徑射電望遠鏡(如FAST)與雷達聯測，進而提高對暗弱近地天體的探測能力。

(2)多方面促進我國在近地天體防御領域的基礎科學與技術研究，增強技術和人才儲備。近地天體撞擊威脅是人類文明將長期面臨的一個問題，而目前提出的多種近地天體防御手段均存在技術成熟度低或軌道偏轉結果不確定性高等問題，同時新的技術方法從提出設想到成熟實用也需多年的工作積累，因此需要增強技術和人才儲備，做好長期深入研究的準備。

(3)積極參與國際組織開展合作研究，在合作中學習國外的先進技術與管理經驗，以提高我國自主近地天體威脅應對的能力， 并增強我國在國際交流合作中的話語權。積極參與或加入法律事務工作組，在國際規則制定中維護國家利益。