【科学强国】科幻照进现实!我国计划实施近地小行星防御任务

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【科学强国】科幻照进现实!我国计划实施近地小行星防御任务

2024-07-06 16:27| 来源: 网络整理| 查看: 265

在浩瀚的宇宙中,地球是一颗生机勃勃的星球,孕育着无数生命。然而,在这无垠的宇宙中,地球也时刻面临着来自太空的小行星撞击的威胁。

科幻即将照进现实。与《三体》小说中描绘的场景不同,“行星防御”这一概念有着不同的指向。近日,中国工程院院士吴伟仁在中国科协年会上透露,中国将在未来十年实施近地小行星防御任务。那么,什么是小行星?它对地球的威胁有多少?人们又能做些什么来预防碰撞的发生?

来自小行星的潜在威胁

据悉,小行星指的是沿椭圆轨道围绕太阳公转的自然形成的固态小天体。而对地球有撞击威胁的主要是近地小行星,即公转轨道与地球轨道相交或距离非常近的小行星。

这些小行星在受到引力扰动或相互撞击时,大概率会偏离原有轨道,当其接近地球轨道时,很可能与地球发生碰撞,地球表面的陨石坑便是有力证明。

随着地面望远镜性能的提高,几米大小的小行星都已经能够看见了,截止2021年,科学家已经发现27000颗近地小行星。

在地球自然历史中,共有五次物种大灭绝,小行星是其中两次的“肇事者”。比如,在大约6550万年前,包括恐龙在内的绝大部分地球动植物灭绝,其中一种原因猜想便是“陨石碰撞说”。

 

近地小行星各类形状。图源:网络

2013年2月15日,俄罗斯的车里雅宾斯克发生小行星撞击事件,当小行星进入大气层的时候,在天空中留下大约10千米长的痕迹。小行星的主要碎片击中了切巴尔库尔湖。该次事件中有1491人受伤。

UTC时间(协调世界时)2022年3月11日19:24,天文学家Krisztián Sárneczky在匈牙利布达佩斯Konkoly天文台,发现一个明亮而快速移动的新天体,并立即上报MPC(国际小行星中心),这颗小行星被命名为“2022 EB-5”。之后,“2022 EB-5”划过天空撞击冰岛东北方向扬马延岛以南140公里的大气层。冰岛、格陵兰岛、挪威均检测到明显的撞击声波,其冲击波能量相当于4.0级地震。

欧洲空间局行星防御办公室的Richard Moissl表示:幸好这颗小行星直径不超过2m,其在离地面40km高空大气层中完全爆炸烧毁,释放出相当于2000吨TNT当量的能量,对地球没有造成实质性威胁。

如何防止小行星撞击地球?

作为拥有先进科技的智慧生物,人类绝不可能像恐龙那样无知无觉、坐以待毙。事实上,各国早就开始了行动。

两年一次的国际行星防御大会是各国讨论近地天体威胁、交流研究进展、分享应对计划、协调统一行动的国际性平台。各种诸如LINEAR、Catalina、Pan-STARRS、NEOWISE等的地面和空间望远镜巡天项目日以继夜的工作,以期在未知的近地小行星撞上地球之前发现它们。

在位于重庆市两江新区的“中国复眼”项目,学名超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施,一期于2022年末正式开机,是目前世界上计划构建的探测距离最远的雷达。它能自己发射电磁波探测小行星,并接收自己所发电磁波的回波。

 

“中国复眼”一期建设规划图。图源:央视新闻

小行星本身不发射电磁波,射电天文望远镜看不到。人类要看到小行星,必须主动发射电磁波。好比我们在伸手不见五指的黑夜,“中国复眼”像手电筒打出一束光,来照亮目标,使它被我们看到。

科学家们还纷纷开动脑筋,提出了各种阻止近地小行星撞击地球的方法,包括引力拖车、飞行器撞击乃至核弹轰炸。

2005年,人类首次用撞击器撞击彗星,证明了动能撞击防御小行星的可行性。

美国东部时间2022年9月26日晚7点14分(北京时间9月27日上午7点14分),美国航空航天局NASA的“双小行星重定向试验”(DART, Double Asteroid Redirection Test)探测器,以2.4万公里/小时的高速,成功撞击距地球1080万公里近地小行星Dimorphos。这是人类有史以来首次“行星防御”试验,并获得成功。

NASA行星防御官Lindley Johnson表示:“我们还没有发现任何小行星撞击地球的威胁,但将继续寻找,我们知道仍有相当数量的小行星有待发现。我们的目标是提前几年到几十年发现任何可能的影响,这样就可以利用目前拥有的技术,用DART那样的能力来偏移它。”

我国的“近地小行星防御任务”

在现实中,“行星防御”已走出科幻的概念,摆上我国科学家的日程。

今年4月24日的中国航天日,中国国家航天局副局长吴艳华首次向外界披露,中国首先要完善建立地基天基对小行星的监测预警系统,不仅要编目,关键是分析判断哪些是重危型;要对是否有可能解除这些威胁进行技术研究和攻关。

10月22日,在安徽合肥召开的中国科协年会主论坛上,中国探月工程总设计师、深空探测实验室主任兼首席科学家、中国工程院院士吴伟仁在报告中介绍了中国深空探测未来15年的计划。其中提到,我国在行星探测领域,计划开展五大工程。

一是将实施天问二号小行星采样探测任务。实现对特定目标小行星的采样返回,并对一颗主带彗星进行绕飞探测。

二是首次近地小行星防御任务。“针对近地小行星撞击地球这一极小概率、极大危害事件,我们将对一颗数千万公里的小行星实施动能撞击,使其改变运行轨道,并在轨开展撞击效果评估,实现‘撞得准,推得动,测得出,说得清’。”吴伟仁说。

三是发射天问三号火星采样探测器。中国科学家将实现火星采样返回,使我国有望成为首个获得火星样品的国家。

四是开展木星系及行星际穿越探测,实现木星系环绕和天王星到达,深化人类对木星系和行星际的科学认知。

五是开展太阳系边际探测。计划发射新型航天器,在本世纪中叶飞抵100个天文单位的太阳系边际。

吴伟仁说:“在运载领域,我国将论证实施重型运载火箭工程,突破10米级箭体直径、大推力液氧甲烷发动机等关键技术,使我国近地轨道运载能力由25吨级提升至150吨级,为未来深空探测奠定坚实基础。”

(中国小康网综合央视新闻、科普中国、科技日报、北京日报、上游新闻、重庆晨报等)

作者:风华

审核:龚紫陌



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