這是美國國家航空航天局發(fā)布的小行星探測器“奧西里斯-REx”在小行星貝努附近飛行的效果圖。 新華社 發(fā)

近日，中國科學(xué)家宣布，我國正規(guī)劃撞擊一顆小行星。這不是科幻片的場景，而是一項驗證小行星防御方案可行性的任務(wù)。作為“不速之客”，小行星不定期造訪地球，人類對它們始終保持警惕。小行星究竟是什么？小行星撞擊地球，發(fā)生過哪些大事件？我們?nèi)绾慰茖W(xué)地“杞人憂天”？

木星“貪吃”的后果

近日，在“院士講科普”的系列講座中，中國探月工程總設(shè)計師、深空探測實驗室主任兼首席科學(xué)家吳偉仁院士對公眾科普了我國規(guī)劃撞擊一顆小行星的任務(wù)。

這項任務(wù)具體來說，就是對距地球1000萬公里左右的小天體實施動能撞擊，使其產(chǎn)生3到5厘米每秒的速度增量，以此改變其原有軌道，驗證動能撞擊的可行性，且驗證在100年內(nèi)無撞擊地球風(fēng)險。

浩瀚的太陽系中，圍繞太陽公轉(zhuǎn)的不僅有八大行星，還有千萬個運(yùn)行在不同軌道的小行星。它們通常在太陽系中穩(wěn)定地運(yùn)行，有些小行星運(yùn)行軌跡接近地球，被稱為近地小行星。作為太陽系中最具潛在威脅的天體之一，近地小行星撞擊地球的可能性極小，但破壞力巨大?？茖W(xué)界普遍認(rèn)為，6600萬年前，一顆直徑大約10公里的小行星撞擊地球，導(dǎo)致了包括恐龍在內(nèi)全球大約75%的物種滅絕。

小行星為什么會撞擊地球？小行星在太陽系運(yùn)行，除了受太陽引力主導(dǎo)，還受到木星、土星、火星、地球、金星等太陽系行星的引力影響。其中，木星是太陽系最大的行星，它的質(zhì)量是太陽系其他七大行星質(zhì)量之和的2.5倍。因此，木星的引力對小行星的軌道演化有著極其重要的影響。

而且，小行星主要分布在火星和木星軌道之間的小行星帶上，有科學(xué)家認(rèn)為，此處本應(yīng)有一顆行星，但塊頭巨大的木星過于“貪吃”，吸收了太多的物質(zhì)，導(dǎo)致沒能形成新的行星，取而代之的是巖石密集分布的小行星帶。

撞擊坑直徑百公里

如果以人的生命長度來看，一個人在地球上遭遇小行星毀滅性撞擊的概率是極低的，但如果以數(shù)千萬年乃至億年的時間長度來看，這種可能性則一直存在。

地球歷史上曾發(fā)生過哪些驚心動魄的小行星撞擊事件？據(jù)中國科學(xué)院官方公眾號“中科院之聲”介紹，無數(shù)次小行星撞擊后，在地球表面上留下了大量的撞擊坑，深刻塑造了地球的氣候生態(tài)環(huán)境，甚至造成不同規(guī)模的生物滅絕。

比如?？颂K魯伯事件。6500萬年前，一顆直徑約10公里的小行星撞擊了北美墨西哥灣尤卡坦半島的一處淺海，形成了直徑約180公里的?？颂K魯伯撞擊坑。

據(jù)科學(xué)家推測，這次撞擊最終導(dǎo)致了包括恐龍在內(nèi)的全球大約75%的生物滅絕，統(tǒng)治地球長達(dá)1.6億年的爬行動物恐龍退出了地球的舞臺，哺乳動物逐漸成為地球的主人，并演化成今天高度發(fā)達(dá)的人類文明。

離我們最近的一次撞擊大事件是車?yán)镅刨e斯克事件。2013年2月15日上午，一顆直徑約20米的小行星以約18公里每秒的速度撞擊了俄羅斯車?yán)镅刨e斯克地區(qū)，這是21世紀(jì)規(guī)模最大的一次小行星撞擊事件。

該小行星在約30公里高空爆炸，等效約30顆廣島原子彈當(dāng)量。爆炸瞬間的光芒甚至超過了太陽，約2分鐘后，產(chǎn)生的沖擊波到達(dá)地面，擊碎了約3000棟房屋的玻璃。這也是人類第一個留下豐富影像資料的小行星撞擊事件。

通古斯大爆炸同樣發(fā)生在俄羅斯，于1908年6月30日早上發(fā)生在西伯利亞通古斯河上空，也是近200年來地球遭遇的最大規(guī)模的撞擊事件。此次小行星爆炸的等效約1000顆廣島原子彈當(dāng)量，爆炸產(chǎn)生的沖擊波造成超過2150平方公里內(nèi)的八千萬棵樹焚毀倒下。事發(fā)后數(shù)天內(nèi)，亞洲與歐洲的夜空均呈現(xiàn)出暗紅色。

飛行器撞擊改變軌道

對于小行星撞擊地球，人類有何應(yīng)對策略？

科學(xué)家設(shè)計了多種辦法。比如，用飛行器將其拖走，不過這對大尺寸小行星無能為力。再比如，利用激光燒蝕小行星，這一技術(shù)尚待發(fā)展。還有一招是利用萬有引力，緩慢牽引并改變小行星軌道，不過這需要較長的預(yù)警時間。

目前，技術(shù)最成熟可行的手段是動能撞擊，即利用飛行器撞擊小行星，不用直接摧毀小行星（目前也沒有這個能力），僅需施加外力將它稍微推離威脅地球的軌道，即可讓萬有引力帶著它錯過與地球的撞擊。

2022年9月底，在太空中長途奔襲了308天的NASA航天器“飛鏢”順利撞上一顆小行星，表明美國國家航空航天局（NASA）成功實施了“雙小行星重定向測試”任務(wù)，即通過用速度極快的航天器撞擊小行星，成功偏轉(zhuǎn)了小行星的軌道。

當(dāng)時，科學(xué)家們?yōu)榇舜螌嶒炦x擇的航天器目標(biāo)是一個對于地球并無威脅的雙星系統(tǒng)。這樣選是因為實驗對象無論怎樣受到撞擊，在未來幾百年都不可能撞擊地球，從而防止人類弄巧成拙，把一顆本來無害的小行星導(dǎo)向地球。

中國計劃在2030年前后實施首個近地小行星防御任務(wù)，采用“伴飛+撞擊+伴飛”模式，對目標(biāo)小行星進(jìn)行動能撞擊，并評估撞擊效果。按照設(shè)想，科學(xué)家將在距離地球1000萬公里左右的地方，對迎面而來的小天體發(fā)射動能撞擊器，以動能改變小天體原有的軌道。計劃能夠改變3到5厘米的軌道，讓小行星至少在幾十年到100年之內(nèi)不會再撞擊地球。

已有成功預(yù)警案例

那么，小行星來襲可以提前預(yù)警嗎？

監(jiān)測小行星，其實已經(jīng)成為全球各個國家歷經(jīng)多年發(fā)展的傳統(tǒng)項目。人類目前已經(jīng)形成了對小行星撞擊風(fēng)險的研判和預(yù)測能力，許多國家都建有小行星監(jiān)測系統(tǒng)。通過地基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡等，人類可以探測追蹤危險小行星，對撞擊時間、落點、危害程度進(jìn)行預(yù)報，采取有效處置手段，最大限度降低風(fēng)險。

據(jù)了解，目前人類已11次成功預(yù)警小行星來襲，時間誤差也較小。

人類首次準(zhǔn)確預(yù)測小行星撞擊地球是在2008年。當(dāng)年10月6日，美國哈佛史密松天體物理中心和美國宇航局宣布，格林尼治時間10月7日2時46分，一顆編號為2008TC3的小行星將由蘇丹北部上空進(jìn)入地球大氣層并發(fā)生燃燒。事后觀測表明，預(yù)計的撞擊時間與實際撞擊時間的誤差只有15秒。

最近的一次成功預(yù)警發(fā)生在2024年12月4日。中國科學(xué)院紫金山天文臺在云南姚安成功預(yù)警一顆直徑約0.75至1米的小行星撞擊。

吳偉仁院士認(rèn)為，小行星撞擊是全人類共同面臨的潛在威脅，但隨著探測、防御能力的提升，我們與小行星的“親密接觸”除了預(yù)防危險，還將有利于推進(jìn)小行星資源的開發(fā)與利用，有望打開太空資源更多潛在利用的可能性。

原標(biāo)題：《我國正規(guī)劃撞擊一顆小行星！“天外來客”離我們有多近》

欄目主編：龔丹韻

本文作者：解放日報 彭薇