“五大招”讓我們不再懼怕近地小行星

●李明濤 文 趙天 編

第一招：躲

小行星的體積和質量大小，決定了它們在撞擊地球后所帶來的危害大小。

如果小行星個頭太小，導致的危害極其有限，以大工程來處置顯然得不償失，那么我們可以躲到現有的地下工事中，避其鋒芒，躲過沖擊波、熱輻射和光輻射等危害效應。這一招，一般用于應對直徑十米級近地小行星。

如果小行星尺寸很大，但預警時間太短，比如有些小行星從發現到撞擊地球可能只有數天的時間，根本來不及實施在軌處置，這時候也只有采取“躲”的方式，疏散人口，盡量減少損失。

“躲”這一招，可以利用防空洞、地鐵等成熟的地下工事，但要求我們能夠對小行星的撞擊時間和撞擊區域進行準確預報。

當我們推測還原恐龍滅絕的過程，或欣賞災難大片所帶來的沖擊之時，無不深切領略到小行星襲擊地球那一瞬間的壓迫、恐懼和無力。

千萬別以為小行星撞地球只是好萊塢編劇和地質學家天馬行空的腦洞！天體之間的相互碰撞，在宇宙中可謂家常便飯，憑什么咱們地球是個例外呢？假如未來某一天，一顆不長眼的小行星即將和地球撞個滿懷，人類難道只能坐以待斃嗎？當然不是。科幻作家劉慈欣的小說《流浪地球》就為我們提出了解決思路——在地球的一面安裝大量行星發動機，推動地球離開現有軌道。但此法大動干戈，主要用于幫助全人類逃離不再宜居的太陽系，找到新家園。還有其他性價比更高的辦法嗎？科學家們提出了五種應對小行星襲擊的“招式”。

第二招：炸

“炸”，顧名思義，指的是利用核彈去摧毀小行星結構，或者在小行星附近引爆核武器，利用核爆產生的高能射線蒸發小行星表面物質，從而產生推力偏轉小行星軌道，后者也被稱為對峙核爆。

核武器具有能量密度極高的優點，因此用核爆處置近地小行星，效率極高，幾乎是在接到短期預警后處置大尺寸小行星的唯一手段。核爆巨大的能量可以摧毀小行星的結構，但由此所產生的碎塊大小、質量，與小行星的物質組成、結構、核爆能量、引爆方式等因素相關，小行星碎塊可能還會繼續撞向地球，有可能產生次生危害效應。所以，相比直接摧毀小行星結構，利用對峙核爆偏轉小行星軌道的方法不會產生碎片，是一種更為可控的方式。

雖然采取核爆處置近地小行星不失為上好的方法，但卻面臨國際法律和政治的爭議——假如在太空中打開核爆這個潘多拉魔盒，誰知道它會把人類帶向何方？

利用核彈摧毀小行星結構，或在其附近引爆核武器，從而產生推力偏轉小行星軌道，后者也被稱為對峙核爆。

第三招：撞

“雙小行星重定向測試任務”示意圖。該任務將利用小衛星高速撞擊雙小行星系統中的子星，預期改變小行星的速度。

“撞”是利用人造飛行器高速撞擊小行星，瞬間改變小行星的速度。如果能成功，那么隨著時間推移，近地小行星會逐漸偏離即將撞擊地球的原先軌道，從而消除撞擊風險。此為“動能撞擊法”。

“動能撞擊法”既不用擔心國際政治法律輿論風險，又不會造成太空核污染，是目前最成熟可行的小行星防御技術。

2015年，美國進行了一項深度撞擊任務，利用一顆約370千克的小衛星，以10.2千米/秒的速度，高速撞擊了直徑約6千米的“坦普爾一號”彗星的彗核，對彗星軌道的速度改變量約為0.1微米/秒。2021年11月24日，美國開展了“雙小行星重定向測試任務”，利用一顆約550千克的小衛星，以6.7千米/秒的速度，高速撞擊“狄迪莫斯”雙小行星系統中直徑160米的子星，預期將會使小行星的速度改變0.8～2毫米/秒。可謂是“以毒攻毒”了！

動能撞擊防御小行星的效果，與撞擊產生的小行星速度改變量直接相關。考慮到小行星巨大的質量，動能撞擊防御小行星技術本質上相當于“以卵擊石”。因為飛行器的重量往往只有噸級，而百米尺寸小行星的重量高達百萬噸級，兩者相差6個數量級。利用幾噸的飛行器去撞幾百萬噸的小行星，猶如蚍蜉撼大樹。要以毫米/秒的速度改變量去防御小行星，需要十幾年預警時間。

有沒有別的辦法增加速度改變量呢？有！可以用幾十枚運載火箭，發射幾十個撞擊器去同時撞擊小行星。美國航天局在2018年做過研究，對于直徑約500米的貝奴小行星，如果要提前10年讓這顆小行星偏轉出地球軌道9000千米的距離，需要使用75發德爾塔4重型運載火箭發射75個8噸重的撞擊器。

盡管動能撞擊技術是人類目前最成熟可行、最綠色環保、最無道德爭議的小行星防御技術，但由于人類運載能力有限，因此會帶來極大的工程實施成本和風險。

第四招：牽

“牽”，顧名思義，人類伸出友善的雙手，帶領并非有意找茬的迷途小行星避開地球——利用一個較重的飛行器盤旋在小行星前方，通過小行星與飛行器之間的萬有引力緩慢牽引改變小行星軌道。這種方式被稱為“引力拖車”。

核爆和動能撞擊都是瞬時產生極大的外力作用在小行星上，而引力拖車則是將微弱的作用力持續施加在小行星上，從而緩慢地改變小行星的軌道。

利用較重的飛行器盤旋在小行星前方，通過小行星與飛行器之間的萬有引力緩慢牽引改變小行星軌道。

由于萬有引力與相對距離的平方成反比例關系，因此想要通過引力拖車帶領小行星步入正軌，往往要求飛行器盤旋在距離小行星一個半徑軌道高度處。例如，對于直徑140米的小行星，要求飛行器維持在小行星表面100米附近，而小行星極其不規則的引力場必將強烈地影響飛行器的運動，對飛行器的制導和控制提出了較高挑戰。

使用這種方法改變小行星的軌道，往往需要20年以上的預警時間。此外，還要求飛行器與小行星保持幾乎相同的位置和速度，不適合大傾角等軌道轉移代價較高的小行星。

第五招：拖

利用飛行器把小行星整體拖離

最后一招是“拖”，利用飛行器直接拖著小行星離開原先軌道。

與“牽”類似，“拖”也要求飛行器與小行星保持幾乎相同的位置和速度，不適合大傾角等軌道轉移代價較高的小行星。

此外，十米尺寸小行星，重量差不多達到1000噸；而五十米尺寸的小行星，重量可達20萬噸。顯然，利用“拖”的方法，只能拖動小尺寸的小行星，對于大尺寸小行星，則無能為力。

而且，“拖”小行星屬于接觸式處置方式，對小行星的表面物質和結構特性非常敏感，如何在微重力環境下有效長期附著在小行星表面？如何在小行星旋轉狀態下實現有效推力控制？如何在附著狀態下持續獲得大功率能源供給？都是亟待解決的難題。

總而言之，雖然這五大招目前看來都有一定的實施難度，但從原理上來看，它們完全可行。至少能給人類吃下一枚定心丸——假如災難來臨，人類是真的有辦法應對！