行星來襲，何以拯救地球？太空中的行星防御術(shù)能夠成功嗎？

地球，銀河系中的眾矢之的，我們能夠打贏這場行星防御戰(zhàn)嗎？

我們該如何應(yīng)對來襲的太空巖石這一雙重麻煩——它們不僅對地球有害，而且由于其構(gòu)成特殊，人們很難對付這些巖石。

(圖片來源：NASA/戈達(dá)德/亞利桑那大學(xué)）

過去幾年中，發(fā)生了一系列與各種小行星近距離接觸和撞擊的事件。有趣的是，在一些情況中，小行星的碎石堆構(gòu)成令人驚訝。

多個國家的小行星探測器發(fā)現(xiàn)的不是堅固的天體，而是無數(shù)碎石和巨礫，它們被天體自身的小重力場松散地結(jié)合在一起。

最近，國家航空航天局（NASA）的OSIRIS-REx任務(wù)在小行星貝努（Bennu）上留下了咬痕，它從碎石堆中攫取碎片并裝袋，然后在去年9月將這些收集物空投到猶他州。同樣，的兩次 "隼鳥 "任務(wù)也將小行星 "絲川"（2010 年）和小行星 "龍宮"（2020 年）的碎石堆標(biāo)本拖回了地球。

這些情況正在行星防御界流傳。我們該如何應(yīng)對來襲的太空巖石這一雙重麻煩——它們不僅對地球有害，而且由于其構(gòu)成特殊，人們很難對付這些巖石。

求助技術(shù)

國家航空航天局（NASA）的 "雙小行星重定向試驗"（或稱 "DART"）取得了巨大成功，人類首次完成了有目的地移動天體的任務(wù)。經(jīng)過 10 個月的旅程，DART 于 2022 年 9 月對小行星 Dimorphos 進(jìn)行了精確的動能撞擊，改變了該小行星繞其小伙伴小行星 Didymos 的軌道周期。

“撞擊前的預(yù)測預(yù)估小行星可能發(fā)生一系列偏轉(zhuǎn)，撞擊后的結(jié)果顯示，目標(biāo)小行星發(fā)生了顯著偏轉(zhuǎn)，這正是高端的撞擊前模型所預(yù)測到的。"國家航空航天局（NASA）報告稱，DART的結(jié)果"在未來有必要應(yīng)用該技術(shù)時，是大有前景的”。噴氣推進(jìn)實驗室（Jet Propulsion Laboratory）工程研究員約翰-布羅菲（John Brophy）說，“DART展示的動能撞擊法一直是試圖偏轉(zhuǎn)飛向地球的小行星的 ‘求助技術(shù)’”。

布羅菲告訴太空網(wǎng)，“他們撞擊的位置非常接近質(zhì)量中心。這個撞擊位置很好?！绷硪环矫?，小行星碎石堆似乎讓人想到了《阿甘正傳》中的那句箴言：生活就像一盒巧克力：“你永遠(yuǎn)不知道你會得到什么?！薄霸谝淮巫矒糁校绻矒舻米銐蛎土?，使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)，就很有可能破壞它?！辈剂_菲說，"破壞意味著把它炸得四分五裂。接下來就會發(fā)生 ‘一個結(jié)果不確定的混亂過程’?！?/p>

動能撞擊前兩秒鐘，國家航空航天局的雙小行星重定向測試（DART）所拍攝的小行星迪莫非斯的最后一張完整圖像。(圖片來源：NASA/Johns Hopkins APL）

受控的過程

有一種想法是讓動能撞擊器更友好、更溫和地反復(fù)撞擊目標(biāo)，但這種方法也帶來挑戰(zhàn)。

布羅菲是被稱為離子束偏轉(zhuǎn)的行星防御新思路的研究負(fù)責(zé)人。他說，"引導(dǎo)離子束按照小行星的速度矢量撞擊小行星。通過離子束偏轉(zhuǎn)，可以在幾個月、甚至一兩年的時間里將能量分散。"。

布羅菲補充說道，使用這種離子束概念有幾個好處。首先，該過程非?？煽?。也適用于碎石堆，而且不在乎物體的強度、構(gòu)成或太空巖石的旋轉(zhuǎn)方式。

布羅菲表示，“離子束偏轉(zhuǎn) "是一種具有潛在吸引力的方法，可以幫助減少碎石堆偏轉(zhuǎn)的問題?！彼仓赋?，當(dāng)然也可以使用核裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，但這被許多人視為最后手段。

通過離子束偏轉(zhuǎn)小行星的技術(shù)還在研究中。(圖片來源：馬德里理工大學(xué)空間動力學(xué)小組）

大狗

埃德-盧（Ed Lu）是小行星研究所（Asteroid Institute）的執(zhí)行主任，該研究所是 B612 基金會的一個項目。作為國家航空航天局（NASA）宇航員，他執(zhí)行過三次太空任務(wù)，在地球軌道上飛行了 206 天，幫助建造了國際空間站并在站上生活。

盧也是 “重力牽引器”的共同發(fā)明人之一?！爸亓恳鳌笔且环N可控的偏轉(zhuǎn)小行星的方法，只利用航天器的重力場來傳遞所需的沖力。他說，他們正對以實驗方式在太空中測試這一概念開展研究。

從行星防御的角度來看，盧早就表示過，偏轉(zhuǎn)并不是很困難?！八鼜膩矶疾皇亲铍y的部分?！彼嬖V太空網(wǎng)（Space.com）：“一直以來，尋找、跟蹤和獲得完整的目錄，以及知道什么時候會有東西撞上才是最是困難的?！?/p>

盧說，有關(guān)小行星的重大新聞是，目前智利的Cerro Pachón正在建造的薇拉-魯賓天文臺（Vera C. Rubin Observatory）。預(yù)計該天文臺將十分擅長發(fā)現(xiàn)新的小行星，因為該設(shè)施每晚都將監(jiān)測大片天空，并能探測到非常暗淡的移動物體。

盧還表示，“這是真正的 ‘大狗’，可以在未來幾年內(nèi)發(fā)現(xiàn)大部分小行星。它運行的頭幾年所發(fā)現(xiàn)的小行星數(shù)量是最多的。那時候發(fā)現(xiàn)任何行星都很容易。”

圖為2023年10月落日余暉中即將完工的薇拉-魯賓天文臺（Vera C. Rubin Observatory）。(圖片來源：RubinObs/NSF/AURA/H. Stockebrand）

管理問題

最近的一項民意調(diào)查顯示，關(guān)注小行星撞擊地球的軌跡應(yīng)該是NASA的首要任務(wù)。

皮尤研究中心（Pew Research Center）7 月 20 日的一項 "事實庫 "調(diào)查結(jié)果顯示，“監(jiān)測有可能撞擊地球的小行星是國家航空航天局（NASA）首先需要處理的公共事項。監(jiān)測地球的氣候系統(tǒng)也是 NASA 的首要任務(wù)。但是相對較少的人認(rèn)為，將人類宇航員送上月球或火星應(yīng)該是首要任務(wù)。

在技術(shù)上處理碎石堆是一回事，但似乎還需要做更多的工作來解決抵御小行星撞擊地球的政治和社會學(xué)方面的問題。

尼古拉-施密特（Nikola Schmidt）是布拉格國際關(guān)系學(xué)院新興技術(shù)治理中心的高級研究員和負(fù)責(zé)人。他最近撰寫了一篇關(guān)于 30 年行星防御治理的文章。

施密特告訴太空網(wǎng)：“問題是，我們不知道碎石堆表面下有什么。內(nèi)部可能有空洞，或者更大的巖石之間的空間可能完全被碎石填滿。這是我們所不知道的，而且可能會造成明顯不同的影響。因此，結(jié)構(gòu)是一個問題，據(jù)信大約70-80%的小行星都是由碎石堆組成的。”

安全制度

施密特在《宇航學(xué)報》（Acta Astronautica）1月刊上發(fā)表的論文中指出，“今天，我們還沒有到可以順利保衛(wèi)地球的地步。”

他也很快補充道，"這并不是說聯(lián)合國機構(gòu)、專家實體和整個行星防御科學(xué)界沒有進(jìn)行溝通和信息共享。它們確實在這樣做，但各國希望將決策權(quán)掌握在自己手中，這與在地球?qū)用孀龊脺?zhǔn)備、避免在威脅迫在眉睫時進(jìn)行不必要的國際討論是背道而馳的?！?/p>

施密特還表示：“這就是各國以多邊安全機制的形式開展國際合作的原因。這些制度規(guī)定了決策程序，不會因特定國家的選舉而改變，可以為所有國家提供不平等貢獻(xiàn)的安全保證，這對小國的安全和強國行動的合法性至關(guān)重要--每個國家都可以貢獻(xiàn)自己力所能及的力量，但所有國家都從合作中享有同等的安全?！?/p>

世界責(zé)任

- 小行星 "貝努 "如何讓國家航空航天局的 "OSIRIS-REx "航天器措手不及，并在途中險些喪命？

- 10年前俄羅斯上空的車?yán)镅刨e斯克流星爆炸為行星防御敲響了警鐘

- NASA的OSIRIS-REx任務(wù)將如何幫助地球抵御小行星貝努2182年的撞擊及其飛掠

施密特告訴太空網(wǎng)，他多年來一直認(rèn)為行星防御關(guān)乎世界性責(zé)任，“這種責(zé)任是由不斷產(chǎn)生的有關(guān)小行星及其軌道的新科學(xué)知識構(gòu)成的。這些知識改變了我們對周圍世界的認(rèn)知，而我們的認(rèn)知超越了民族國家的邊界，也超越了民族國家的力量。因此，國家必須找到合作的方式，否則就無法實現(xiàn)其存在的主要理由，即為公民提供安全?！?/p>

施密特總結(jié)道，“世界主義也不是一種可以向公眾推銷的語言，但是行星防御和其他任何東西一樣，正在不斷變革的社會中重新闡明社會契約?！?/p>

BY: Leonard David

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