防御近地小行星的一大步

一墨

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（左圖）和哈勃太空望遠鏡（右圖）捕捉到了“鏢”撞擊小行星的畫面，撞擊產生高亮放射光線

由美國宇航局（NASA）發射的，名為“鏢”（DART）的飛行器，在太空飛行10個月之后，迎來它生命的最后一刻—9月26日，在距離地球1100萬公里的太空，總重600公斤的“鏢”以每小時2.4萬公里的速度向小行星“二形”（Dimorphos）發起了自殺式沖刺。

“鏢”的一舉一動，由美國約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室實時監測。在現場直播的畫面上，“鏢”的機載攝像頭捕捉到小行星“二形”的逐秒圖像變得越來越大，直至在信號丟失之前填滿了直播屏幕。

這證實了“鏢”飛行器已經墜入“二形”。這是人類首次行星防御演習，旨在嘗試改變小行星運動軌跡，以防止小行星撞擊地球而帶來世界末日。

“這是‘人類的新時代’，這是一個我們可能有能力避免危險小行星撞擊而保護自己的時代，”美國宇航局行星科學部主任洛瑞·格拉茲在“鏢”撞擊后不久說，“非常了不起，我們以前從未有過這種能力。”

不過，人類歷史上從未遭受過行星撞擊帶來的滅頂之災。美國宇航局這項籌劃了7年時間、耗資23億多元人民幣的“演習”，是否過于杞人憂天了？

根據美國宇航局的數據，地球每天都遭受著來自太空100多次塵埃和沙粒大小顆粒物的轟炸；每隔兩千年左右，地球會遭受到一顆足球場大小的流星體撞擊；每隔幾百萬年，地球就會遭遇一個大到足以毀滅地球文明的天體撞擊。

目前很多科學家認為，史前地球霸主恐龍的滅絕，就是因為6500萬年前，一顆直徑數千米大小的小行星撞擊地球。美國宇航局透露，近期有至少4顆小行星對地球造成近距離的威脅，其中一顆在今年3月撞上了地球，墜毀在格陵蘭島一帶。

2022年9月26日，被飛行器“鏢”（DART）撞擊的小行星“迪莫弗斯”

而在1908年6月30日，人類有史以來最嚴重的一次外來天體撞擊地球事件發生。當日，一個直徑50至100米的火球狀天體，在俄羅斯西伯利亞的上空劃過，照亮了整個天空。當“火球”觸地，地平線上產生了蘑菇狀的煙云。緊接著爆炸發生，巨響如雷，方圓1000公里之內，都能聽見此爆炸聲。這一爆炸產生的沖擊波，不僅把數百公里外的玻璃窗震碎，還把數百公里外的人給震倒—這威力相當于5.0級的地震。

1908年6月30日，人類有史以來最嚴重的一次外來天體撞擊地球事件發生。

不僅如此，此次爆炸還將當地2137平方公里內有著8000多萬棵樹木的原始森林夷為平地。科學界將此事件稱為“通古斯大爆炸”。事后科學家研究得出，導致此次爆炸的外來天體，是一顆約有25層建筑大小的石質小行星，其撞擊地球產生的爆炸威力，等同于10兆噸到20兆噸的TNT炸藥，比1945年投在廣島的原子彈威力還強1000多倍。

105年之后，一場類似“通古斯大爆炸”的事件，在俄羅斯車里雅賓斯克的上空上演。2013年2月15日，一顆有5層建筑大小的小行星攜帶著刺眼的光芒沖進車里雅賓斯克上空的大氣層，并以每秒19公里的速度向地面沖刺，在距地面22.53公里的地方爆炸。

當時的爆炸威力相當于44萬噸TNT炸藥的能量，方圓518平方公里的玻璃窗被其沖擊波震碎，有些建筑物也受到了不同程度的損害。據官方統計，現場有1491人在這場爆炸中，被震碎的玻璃片等東西割傷。此事件是通古斯大爆炸以來，地球遭遇的最大空中爆炸。

俄羅斯時任總理梅德韋杰夫表示，車里雅賓斯克事件證明了地球容易受到隕石襲擊，有必要建立一個應對系統，以在未來類似事件中保護地球。

事后，美國宇航局也于2016年成立了行星防御協調辦公室（PDCO），編列具有潛在危險的近地天體，研發如何使之遠離地球的技術，并協調其他機構一同合作解決這些問題。

2013年2月15日，俄羅斯車里雅賓斯克，小行星向地面沖刺

2013年2月15日，小行星碎片墜入切巴爾庫爾湖中形成的窟窿

2013年2月25日，俄羅斯葉卡捷琳堡，當地實驗室對隕石碎片進行研究

在行星防御領域，美國一直走在世界前列。早在1998年，美國宇航局就啟動了近地天體觀測計劃。2005年美國國會通過美國宇航局授權法，要求其在15年內，找到90%直徑在140米以上的近地天體。

如今，在人類已知的近2萬顆近地天體當中，美國宇航局對它們的掌握已高達90%以上。

“鏢”項目則把行星防御從觀測階段推進到實踐階段。在美國宇航局和約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室的合作下，2021年11月24日，“鏢”飛行器從加州范登堡空軍基地發射，按照規劃，于今年9月26日撞向了“二形”。

在10個月的太空巡航期間，“鏢”只能靠太陽能展板補充飛行所需的能量。在撞擊前的4小時，“鏢”是不受控制的，完全自主，只要發生點意外，“鏢”項目將會前功盡棄。

“鏢”最終目的地選擇在“二形”，也是經過多重考慮的。其中主要因素是，“二形”有自己固定的運行軌道。由于“二形”像月亮一樣，被引力束縛在母星Didymos上，在“鏢”對“二形”實行撞擊之后，意外將其送上與地球碰撞路線的可能性不大。

在“鏢”完成自己的使命后，科學家表示，在大約兩個月后，他們才能確定“二形”小行星是否因為“鏢”的撞擊，出現軌道偏離。約翰斯·霍普金斯大學“鏢”項目協調負責人南希·查博特在新聞發布會上說：“我們期待知道‘鏢’撞擊‘二形’會發生什么，不過我們更想知道這對未來可能的應用意味著什么。”

與此同時，南希·查博特也表示，“鏢”此次碰撞只是一個輕推，類似于“將高爾夫球車推入大金字塔”。不過，“鏢”與防御真正的小行星撞擊之間，還是存在著某些關鍵區別：首先，“鏢”此次任務預選的小行星，本身不存在撞擊地球的風險。其次，“二形”是雙星系統的一部分，而在近地小行星當中，大約只有1/6是雙星。

面對行星撞地球的威脅，科學家經過多年的研究探索之后，提出了很多方法，比如用核彈炸毀它們、利用航天器的引力改變它們的航向，以及利用激光擊碎它們等。其中，“鏢”在那些選項當中，可以說是最簡單的之一，即擊中那些行星并改變它們原來的航向。

“鏢”雖然由美國宇航局和約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室領導，但其他國家的科學家和工程師也為“鏢”項目的成功開展立下了汗馬功勞。為了更好地掌握“二形”的情況，在美國宇航局的協調下，世界各地和太空中的數十架望遠鏡都監視著“二形”與“鏢”的軌跡。

“鏢”此次碰撞只是一個輕推，類似于“將高爾夫球車推入大金字塔”。

“盡管‘鏢’是一項測試，但要想完成它，國際合作是必不可少的。因此在‘鏢’項目上，我們與歐洲以及世界其他各地的同事有著密切的合作。”亞利桑那大學月球和行星實驗室的艾倫·豪厄爾告訴媒體。

在“鏢”撞擊“二形”行星完成階段性任務之后，歐空局（ESA）的“赫拉”任務將在后續的探測工作里，扮演極為重要的角色。歐空局先前已和德國OHB航天公司簽署了一份價值1.294億歐元的合同，該項目主要由德國及15個歐洲國家共同資助。

這筆資金將用于建造太空探測器“赫拉”。“赫拉”航天器的設計和集成，將由OHB負責完成。OHB還將與17個國家的航天公司合作，協助歐空局執行首次行星防御任務。不出意外的話，“赫拉”航天器將于2024年10月由Ariane 6火箭發射。在太空航行兩年后，它預計在2026年12月抵達Didymos行星，并進行至少6個月的近距離研究。

在行星防御領域的探索方面，中國作為航天大國也從未缺席。今年4月，中國國家航天局副局長吳艷華透露，中國正準備建設近地小行星防御系統，到“十四五”末期（大概2025年前后），中國將會嘗試對某顆小行星進行抵近觀測，并實施就近撞擊，以此進行“改變行星軌道”的技術實驗。

1969年7月21日，阿姆斯特朗在月球上留下“個人的一小步，人類的一大步”之宣言。如今“鏢”在天空的每一小步，也將是人類防御行星撞擊、保護地球的一大步。