撞击小行星，人类进入新时代

陈劲松

2022 年9 月26 日晚7 时14 分， 美国航空航天局（NASA）的航天器成功撞上距离地球约1140 万公里的小行星“迪莫弗斯”。此次撞击目的在于尝试改变“迪莫弗斯”的运行轨道，验证通过动能撞击的方式偏转近地小行星的可行性。

NASA 行星科学部主任格拉斯兴奋地表示：“我们正在进入人类的新时代。在这个时代，我们可能将拥有保护地球免受小行星撞击的能力，人类以前从未拥有过这种能力。”

小行星撞击的后果

从诞生开始，地球就一直遭遇小行星的轰击。但受到地质运动影响，目前地球上只有一个容易辨认的撞击坑，美国亚利桑那州一公里宽的陨石坑，巴林杰陨石坑，这个坑的撞击发生在5 万年前。

更大的陨石坑只能靠地质发掘来确认，如墨西哥希克苏鲁伯陨石坑，绵延近200 公里。这是6600 万年前灾难性碰撞的遗迹。当时一个直径约10 公里的小行星坠入地球，撞击产生的尘埃和火山灰云笼罩着地面，并改变了之后几个世纪的全球气候。地球上大约75% 的动植物物种因此灭绝，包括统治了地球1.6 亿年的霸主——恐龙。

最近一次大规模的小行星撞击发生在1908年，一个直径约50 米的小行星进入了俄罗斯上空的大气层。这一次是在高空爆炸，所以没有任何陨石坑，但爆炸夷平了半径30 公里内的数百万棵树木。幸运的是，这发生在人口稀少的通古斯卡河谷，所以几乎没有人员伤亡。

如果在当代，小行星的撞击会带来什么后果呢？

20 世纪60 年代，一本名为《路西法之锤》的小说畅销，这本书描述了一颗直径5 公里的小行星撞击地球的后果。撞击引发了大规模的火山喷发，海啸将全球的沿海城市横扫一空，瘟疫暴发，气候变化，洪水泛滥淹没庄稼，迫使原本体面的人们去乞讨、偷窃，最终同类相食。残存的国家政权相互猜疑，引发了全球核战，人类彻底灭亡。

1999 年，天文学家在意大利城市都灵召开会议，讨论小行星撞击的威胁。在会上，科学家们设计了一个单位来衡量撞击的规模，这个单位被命名为都灵秤，大小从1 到10。如果撞击可能性很小，则危险等级为1，有可能撞击等级为3，几乎肯定撞击则等级为8。

目前，在人类的观测范围内，只有一颗名为阿波菲斯的小行星危险等级超过1。这是一颗直径为350 米的小行星，危险等级高达4。如果它撞击地球，释放的能量相当于11 万颗在广岛爆炸的原子弹。从2004 年发现它开始，各国天文台一直对其保持着密切的观察，它将于2029 年靠近地球，大概率是擦肩而过，但如果有个万一，人类历史将就此改变。

幸好从人类掌握航天能力开始，预防小行星撞击的计划就被提上日程。

人类行星防御简史

1967 年，阿波罗计划确定，美国掀起一股太空浪潮。麻省理工学院的一位教授给自己的学生布置了一个作业。在那年，一颗直径1 公里的小行星伊卡洛斯接近近地点，这位教授假设伊卡洛斯将在一年之后撞击地球，要求学生设计方案来拯救人类。

学生们决定，将阿波罗飞船用于小行星拦截任务而不是登月，不运载人类宇航员，全部容量都用来装载当时最强大的氢弹。改装后的阿波罗飞船编队将飞向这颗小行星，并在距离它大约30 米的地方一个接一个地引爆氢弹。这个想法不是要把伊卡洛斯炸成碎片，而是简单地让它偏离轨道。

1998 年，公众开始关注小行星的威胁。当年，两部好莱坞电影《深度撞击》和《绝世天劫》公映之后，引发了舆论对小行星撞击的热烈讨论，同时国际社会也开始探讨行星防御的真正方案。

2004 年2 月23 日至26 日，美国国家研究委员会召开了第一届国际行星防御会议，来自世界各地的科学家做了报告。

2008 年，美国国家科学院展开一项“太空守卫调查”，这是行星防御新探索的又一个里程碑。

2009 年4 月，由14 名成员组成的“太空守卫调查”小组在华盛顿、图森和圣达菲举行了为期3 天的调查听证会。在听证会上，科学家们发表了报告，详细描述了近地天体的情况，以及它们构成了什么威胁。

NASA 行星科学部近地天体观测项目执行主任林德利·约翰逊少校从一颗直径50 米以下的微小流星开始讲起。这种大小的流星会在高空大气中破碎，不会造成任何破坏；大于50 米的较大空间物体会引起类似通古斯卡大爆炸的事件；大于140 米的小行星会引发区域性事件；超过1 公里的小行星撞击会产生严重的全球影响；而直径10 公里或者以上的小行星撞击，就会引发全球物种灭绝。约翰逊还特别提到了阿波菲斯，指出这是近20 年内唯一值得关注的威胁。

2012 年，一个国际性小行星防御机构启动，它被称为NEOShield，由法国国家科学研究中心牵头，其目的是研究各种防止小行星或彗星与地球碰撞的方法。中国国家航天局也已经在2022 年4 月宣布了自己的小行星防御计划，争取在2025年或2026 年实施一次小行星撞击试验。

如何阻击小行星

如果碰撞即将发生，有许多方法可以改变小行星轨道，显而易见的一种方法是将小行星推向一边，使其偏离目标。另一个方法就是加快或者减慢小行星的速度。如果近地天体到达交叉点稍微早一点或稍微晚一点，我们就安全了。

向近地天体传递能量的最有效方式是高速撞击它。这不需要任何类型的爆炸弹头——只需要达到很高速度并精确瞄准。这种拦截方式被NASA称为动能撞击器。2005 年，NASA 发射了一艘宇宙探测器去撞击坦普尔1 号彗星，这是动能撞击器的第一次试验。探测器被命名为“深度撞击”，重量372 公斤，撞击时速度为10 公里/ 秒，比子弹还快。这次撞击改变了坦普尔1 号的轨道和速度，虽然非常轻微，但这颗彗星的速度降低了0.00005毫米/ 秒。

至于9 月26 日的这次撞击，难点在于如何精准找到并撞击这个距离地球约1140 万公里的小行星。据报道，撞擊用的航天器瞄准精度只有2000米。直到撞击前1 小时，航天器上搭载的设备才能观测到直径160 米的“迪莫弗斯”。

这次撞击让“迪莫弗斯”的轨道偏移了接近1%，能量远远超过2005 年的“深度撞击”试验，这意味着人类确实掌握了改变小行星轨道的技术能力。

（摘自《看天下》2022 年第28 期，一刀图）