近日,中国科学家宣布,正规划撞击一颗小行星。这不是科幻片的场景,而是一项验证小行星防御方案可行性的任务。
木星“贪吃”的后果
具体来说,这项任务就是对距地球1000万公里左右的小天体实施动能撞击,使其产生3到5厘米每秒的速度增量,以此改变其原有轨道,验证动能撞击的可行性,且验证在100年内无撞击地球风险。
浩瀚的太阳系中,围绕太阳公转的不仅有八大行星,还有千万个运行在不同轨道的小行星。它们通常在太阳系中稳定地运行,有些小行星运行轨迹接近地球,被称为近地小行星。作为太阳系中最具潜在威胁的天体之一,近地小行星撞击地球的可能性极小,但破坏力巨大。
小行星在太阳系运行,除了受太阳引力主导,还受到木星、土星、火星、地球、金星等太阳系行星的引力影响。其中,木星是太阳系最大的行星,因此木星的引力对小行星的轨道演化有着极其重要的影响。
而且,小行星主要分布在火星和木星轨道之间的小行星带上,有科学家认为,此处本应有一颗行星,但块头巨大的木星过于“贪吃”,吸收了太多的物质,导致没能形成新的行星,取而代之的是岩石密集分布的小行星带。
撞击坑直径百公里
在数千万年乃至亿年的时间中,无数次的小行星撞击在地球表面留下了大量撞击坑,深刻塑造了地球的气候生态环境,甚至造成不同规模的生物灭绝。
比如希克苏鲁伯事件。6500万年前,一颗直径约10公里的小行星撞击了北美墨西哥湾尤卡坦半岛的一处浅海,形成了直径约180公里的希克苏鲁伯撞击坑。科学家推测,这次撞击最终导致了包括恐龙在内的全球大约75%的生物灭绝,统治地球长达1.6亿年的爬行动物恐龙退出了地球的舞台,哺乳动物逐渐成为地球的主人,并演化成今天高度发达的人类文明。
离我们最近的一次撞击大事件是车里雅宾斯克事件。2013年2月15日上午,一颗直径约20米的小行星以约18公里每秒的速度撞击了俄罗斯车里雅宾斯克地区。该小行星在约30公里高空爆炸,等效约30颗广岛原子弹当量。爆炸瞬间的光芒甚至超过了太阳,约2分钟后,产生的冲击波到达地面,击碎了约3000栋房屋的玻璃。这也是人类第一个留下丰富影像资料的小行星撞击事件。
通古斯大爆炸同样发生在俄罗斯,于1908年6月30日早上发生在西伯利亚通古斯河上空,也是近200年来地球遭遇的最大规模的撞击事件。此次小行星爆炸的等效约1000颗广岛原子弹当量,爆炸产生的冲击波造成超过2150平方公里内的八千万棵树焚毁倒下。事发后数天内,亚洲与欧洲的夜空均呈现出暗红色。
飞行器撞击改变轨道
对于小行星撞击地球,人类有何应对策略?
科学家设计了多种办法。比如,用飞行器将其拖走,不过这对大尺寸小行星无能为力。再比如,利用激光烧蚀小行星,这一技术尚待发展。还有一招是利用万有引力,缓慢牵引并改变小行星轨道,不过这需要较长的预警时间。
目前,技术最成熟可行的手段是动能撞击,即利用飞行器撞击小行星,不用直接摧毁小行星,仅需施加外力将它稍微推离威胁地球的轨道,即可让万有引力带着它错过与地球的撞击。
2022年9月底,在太空中长途奔袭了308天的NASA航天器“飞镖”顺利撞上一颗小行星,表明美国国家航空航天局(NASA)成功实施了“双小行星重定向测试”任务,即通过用速度极快的航天器撞击小行星,成功偏转了小行星的轨道。
当时,科学家们为此次实验选择的航天器目标是一个对于地球并无威胁的双星系统。这样选是因为实验对象无论怎样受到撞击,在未来几百年都不可能撞击地球,从而防止人类弄巧成拙,把一颗本来无害的小行星导向地球。
中国计划在2030年前后实施首个近地小行星防御任务,采用“伴飞+撞击+伴飞”模式,对目标小行星进行动能撞击,并评估撞击效果。按照设想,科学家将在距离地球1000万公里左右的地方,对迎面而来的小天体发射动能撞击器,以动能改变小天体原有的轨道。计划能够改变3到5厘米的轨道,让小行星至少在几十年到100年之内不会撞击地球。
(《解放日报》10.16 彭薇)

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