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人类如今能抵御小行星撞的威胁吗
www.creaders.net | 2019-07-16 21:39:25  华尔街日报 | 0条评论 | 查看/发表评论
  

  今年5月,一批来自全球各地的科学家聚集在华盛顿特区附近,探讨一个令人担忧的问题:如何应对小行星撞击地球的威胁华尔街。

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  一名艺术家对小行星撞击地球情景的想象。 

  会上讨论的具体问题如下:天文学家在夏威夷的一座山顶天文台观测到了一颗直径近250米的小行星,他们称其为2019PDC。当时,它距离地球约5,600万公里。以衡量小行星的标准看,它的尺寸较小,远不足以造成大规模的毁灭性灾难——6,500万年前的那颗被认为导致恐龙灭绝的太空巨石直径超过1,800米。尽管如此,这颗小行星正以每小时近5万公里的速度飞行,如果撞上地球,它造成的冲击威力将相当于5亿吨TNT炸药, 比人类造出的最大核武器还要强大约10倍。

  据美国航空航天局(NASA)喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的科学家们计算,上述巨石正冲着丹佛而来。除非能让它偏离运行轨迹,否则丹佛必须疏散200万人口,这座城市也将被夷为平地。

  这真是让人毛骨悚然,不过好在上述情景并非事实:这些科学家在马里兰州科利奇帕克参加国际宇航科学院(International Academy of Astronautics)举行的第六届行星防御大会(Planetary Defense Conference),会上他们探讨了这个高度戏剧化、但存在科学可能性的“假想小行星撞击剧情”。

  虽然目前天还没塌,但科学家们提出的问题依然紧迫。许多科学家认为,要应对小行星的威胁,最有效的方法是发射一艘装有核爆炸装置(他们不愿称之为炸弹)的无人航天器,将小行星炸毁或让其偏离轨道。用核武对付入侵的小行星也是好莱坞青睐的桥段——比如在布鲁斯·威利斯(Bruce Willis)1998年的电影《世界末日》(Armageddon)里,这个方法就大放异彩,激动人心,但在科学上不无漏洞。核选项在现实中面临不少障碍。将核武器送入太空,哪怕是为了拯救丹佛,也会让许多人焦虑不已,而且也可能违反禁止太空军事化的国际公约。

  因此,经过一番热烈的讨论,聚在马里兰州的科学家们决定部署一支无人无核的“动力撞击”航天器舰队来对抗来袭的小行星。动力撞击运用的其实是炮弹原理:让装载着固体金属有效载荷的航天器去撞击小行星,目的不是摧毁它,而是稍微减慢它的飞行速度。如此一来,当它到达先前预测中与地球的交汇点时,我们的星球已经飞过,也就是说,小行星会与地球擦肩而过,不会造成任何危害。

  至少理论上如此。在马里兰州的设定里,NASA、欧洲航天局(European Space Agency)、日本、俄罗斯和中国都会发射临时设计、未经测试的动力撞击船。其中三艘狠狠撞上小行星。小行星主体转向,终将错过地球。丹佛得救了!然而不幸的是,其中一艘动力撞击船意外撞出了一块直径约60米的小行星碎片。现在,这个碎片又朝着纽约市飞来了。

  现在唯一的希望是用核装置摧毁那块碎片。可问题在于,现有的陆基弹道核导弹并不是为攻击太空中的小行星而设计的,眼下也来不及发射一艘装载核武器的航天器来拦截它了。纽约在劫难逃。数百万人被疏散,小行星在中央公园上方爆炸,化为一团火球,曼哈顿消失在地图中。

  谢天谢地这只是场沙盘推演,曼哈顿还在。但推演提醒我们,防御小行星并非科幻小说的情节,而是一种切实存在的、需要认真对待的威胁。

  没错,至少在可预见的将来,小行星撞击地球并摧毁人类文明的可能性小之又小。造成地区性灾难或毁灭性全球气候变化的小行星撞击事件平均10万年或更久才会发生一次。另一方面,地球其实经常遭到很小的小行星袭击,这些小行星大多在大气层中爆炸或燃烧殆尽,形成流星、火球等壮丽奇观,几乎不会造成实质危害。例如,2018年12月,一颗直径约9米的小行星在白令海上方的大气层中爆炸,威力相当于十几颗广岛原子弹,但是除了少数卫星和传感器系统外,这场爆炸几乎无人察觉。

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  所以,最直接的威胁不是最大或最小的小行星,而是中等尺寸的小行星。过去20年来,美国宇航局和其他国际航天机构的小行星观察员们锁定并追踪了逾2万颗从地球附近掠过的绕日运行小行星(又称“近地天体”)。其中约2,000颗被认为对地球具有潜在危害,它们直径大于137米,足以造成局部破坏,而且它们距离地球足够近,可能在某一天给地球带来威胁。

  好消息是,科学家们认为至少100年内这些已知的小行星都不会上演“撞地球”的戏码。但其中有些会非常靠近:在2029年4月13日这个不吉利的星期五,直径上千英尺的小行星阿波菲斯(Apophis)将从距地球仅3万公里的地方掠过,这个距离比为我们带来电视信号的卫星的距离还近。

  但也有一个坏消息:数十万其他大大小小的近地小行星没法锁定。我们不清楚它们在哪儿,也不知道它们的去向。2013年2月15日,一颗直径约18米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克市附近的大气层中爆炸,当时它的速度达到每小时6.9万公里,产生的冲击波导致约1,500人受伤。没人预测到这颗小行星的来访。

  我们需要尽快锁定并追踪这些未知的入侵天体。尽管过去十年里NASA的“行星防御”预算资金稳步增长,但2019年为小行星探测、小行星追踪及相关项目分配的1.5亿美元还不到NASA拥有的215亿美元总预算的1%。

  就算成功发现了一颗体积不大但十分危险的小行星,我们能否使其偏离轨道,目前也不好说。人类从没有在真实太空条件下测试过让小行星偏向的方法,正如会议中的沙盘推演所示,使用未经测试的技术可能弄巧成拙。

  2021年,NASA计划启动“双小行星重定向测试”(Double Asteroid Redirection Test)任务,对一颗名为Didymos的无害小行星展开动力撞击器偏向方法的试验。我们必须做更多试验,才能获得些微的行星防御能力。(因法律和政治层面的限制,NASA尚无在太空中开展涉及核爆炸的小行星偏轨试验的计划。)

  地球在其45亿年的历史中,被威力巨大的小行星击中不下数百万次,今后一定还会被击中——可能是200年后,也可能是下周二。所以,问题不是人类是否会面临小行星撞地球的前景,而是这一天到底什么时候到来。

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