“五大招”让我们不再惧怕近地小行星

●李明涛 文 赵天 编

第一招：躲

小行星的体积和质量大小，决定了它们在撞击地球后所带来的危害大小。

如果小行星个头太小，导致的危害极其有限，以大工程来处置显然得不偿失，那么我们可以躲到现有的地下工事中，避其锋芒，躲过冲击波、热辐射和光辐射等危害效应。这一招，一般用于应对直径十米级近地小行星。

如果小行星尺寸很大，但预警时间太短，比如有些小行星从发现到撞击地球可能只有数天的时间，根本来不及实施在轨处置，这时候也只有采取“躲”的方式，疏散人口，尽量减少损失。

“躲”这一招，可以利用防空洞、地铁等成熟的地下工事，但要求我们能够对小行星的撞击时间和撞击区域进行准确预报。

当我们推测还原恐龙灭绝的过程，或欣赏灾难大片所带来的冲击之时，无不深切领略到小行星袭击地球那一瞬间的压迫、恐惧和无力。

千万别以为小行星撞地球只是好莱坞编剧和地质学家天马行空的脑洞！天体之间的相互碰撞，在宇宙中可谓家常便饭，凭什么咱们地球是个例外呢？假如未来某一天，一颗不长眼的小行星即将和地球撞个满怀，人类难道只能坐以待毙吗？当然不是。科幻作家刘慈欣的小说《流浪地球》就为我们提出了解决思路——在地球的一面安装大量行星发动机，推动地球离开现有轨道。但此法大动干戈，主要用于帮助全人类逃离不再宜居的太阳系，找到新家园。还有其他性价比更高的办法吗？科学家们提出了五种应对小行星袭击的“招式”。

第二招：炸

“炸”，顾名思义，指的是利用核弹去摧毁小行星结构，或者在小行星附近引爆核武器，利用核爆产生的高能射线蒸发小行星表面物质，从而产生推力偏转小行星轨道，后者也被称为对峙核爆。

核武器具有能量密度极高的优点，因此用核爆处置近地小行星，效率极高，几乎是在接到短期预警后处置大尺寸小行星的唯一手段。核爆巨大的能量可以摧毁小行星的结构，但由此所产生的碎块大小、质量，与小行星的物质组成、结构、核爆能量、引爆方式等因素相关，小行星碎块可能还会继续撞向地球，有可能产生次生危害效应。所以，相比直接摧毁小行星结构，利用对峙核爆偏转小行星轨道的方法不会产生碎片，是一种更为可控的方式。

虽然采取核爆处置近地小行星不失为上好的方法，但却面临国际法律和政治的争议——假如在太空中打开核爆这个潘多拉魔盒，谁知道它会把人类带向何方？

利用核弹摧毁小行星结构，或在其附近引爆核武器，从而产生推力偏转小行星轨道，后者也被称为对峙核爆。

第三招：撞

“双小行星重定向测试任务”示意图。该任务将利用小卫星高速撞击双小行星系统中的子星，预期改变小行星的速度。

“撞”是利用人造飞行器高速撞击小行星，瞬间改变小行星的速度。如果能成功，那么随着时间推移，近地小行星会逐渐偏离即将撞击地球的原先轨道，从而消除撞击风险。此为“动能撞击法”。

“动能撞击法”既不用担心国际政治法律舆论风险，又不会造成太空核污染，是目前最成熟可行的小行星防御技术。

2015年，美国进行了一项深度撞击任务，利用一颗约370千克的小卫星，以10.2千米/秒的速度，高速撞击了直径约6千米的“坦普尔一号”彗星的彗核，对彗星轨道的速度改变量约为0.1微米/秒。2021年11月24日，美国开展了“双小行星重定向测试任务”，利用一颗约550千克的小卫星，以6.7千米/秒的速度，高速撞击“狄迪莫斯”双小行星系统中直径160米的子星，预期将会使小行星的速度改变0.8～2毫米/秒。可谓是“以毒攻毒”了！

动能撞击防御小行星的效果，与撞击产生的小行星速度改变量直接相关。考虑到小行星巨大的质量，动能撞击防御小行星技术本质上相当于“以卵击石”。因为飞行器的重量往往只有吨级，而百米尺寸小行星的重量高达百万吨级，两者相差6个数量级。利用几吨的飞行器去撞几百万吨的小行星，犹如蚍蜉撼大树。要以毫米/秒的速度改变量去防御小行星，需要十几年预警时间。

有没有别的办法增加速度改变量呢？有！可以用几十枚运载火箭，发射几十个撞击器去同时撞击小行星。美国航天局在2018年做过研究，对于直径约500米的贝奴小行星，如果要提前10年让这颗小行星偏转出地球轨道9000千米的距离，需要使用75发德尔塔4重型运载火箭发射75个8吨重的撞击器。

尽管动能撞击技术是人类目前最成熟可行、最绿色环保、最无道德争议的小行星防御技术，但由于人类运载能力有限，因此会带来极大的工程实施成本和风险。

第四招：牵

“牵”，顾名思义，人类伸出友善的双手，带领并非有意找茬的迷途小行星避开地球——利用一个较重的飞行器盘旋在小行星前方，通过小行星与飞行器之间的万有引力缓慢牵引改变小行星轨道。这种方式被称为“引力拖车”。

核爆和动能撞击都是瞬时产生极大的外力作用在小行星上，而引力拖车则是将微弱的作用力持续施加在小行星上，从而缓慢地改变小行星的轨道。

利用较重的飞行器盘旋在小行星前方，通过小行星与飞行器之间的万有引力缓慢牵引改变小行星轨道。

由于万有引力与相对距离的平方成反比例关系，因此想要通过引力拖车带领小行星步入正轨，往往要求飞行器盘旋在距离小行星一个半径轨道高度处。例如，对于直径140米的小行星，要求飞行器维持在小行星表面100米附近，而小行星极其不规则的引力场必将强烈地影响飞行器的运动，对飞行器的制导和控制提出了较高挑战。

使用这种方法改变小行星的轨道，往往需要20年以上的预警时间。此外，还要求飞行器与小行星保持几乎相同的位置和速度，不适合大倾角等轨道转移代价较高的小行星。

第五招：拖

利用飞行器把小行星整体拖离

最后一招是“拖”，利用飞行器直接拖着小行星离开原先轨道。

与“牵”类似，“拖”也要求飞行器与小行星保持几乎相同的位置和速度，不适合大倾角等轨道转移代价较高的小行星。

此外，十米尺寸小行星，重量差不多达到1000吨；而五十米尺寸的小行星，重量可达20万吨。显然，利用“拖”的方法，只能拖动小尺寸的小行星，对于大尺寸小行星，则无能为力。

而且，“拖”小行星属于接触式处置方式，对小行星的表面物质和结构特性非常敏感，如何在微重力环境下有效长期附着在小行星表面？如何在小行星旋转状态下实现有效推力控制？如何在附着状态下持续获得大功率能源供给？都是亟待解决的难题。

总而言之，虽然这五大招目前看来都有一定的实施难度，但从原理上来看，它们完全可行。至少能给人类吃下一枚定心丸——假如灾难来临，人类是真的有办法应对！