地球行星防御计划：在太空“打台球”

撰文 |  王亚坤

《看天下》杂志原创出品

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“美人迈兮音尘阙，隔千里兮共明月。”

这是中国南北朝诗人谢庄面对月亮时发出的感慨。但是，真实的月球表面，并不像人类从远处看到的那样美丽。相反，上面布满了大大小小的坑，这些丑陋的“伤疤”，几乎都是陨石撞击月球留下的。

地球是个例外，尽管也常被陨石“光顾”，但并没有遍布陨石坑，主要的“功臣”是大气层。

这是地球的“天然长城”，9成撞击地球的小行星经过大气层后，就已经燃烧殆尽，不会造成威胁。

真正有威胁的，是那些直径在20米以上的“大块头”。

2013年2月15日，俄罗斯车里雅宾斯克一个平静而晴朗的冬日，一颗直径20米左右的小行星以每秒1.8万米的速度撞向这座城市，在其上空爆炸。

撞击释放的能量相当于30颗广岛原子弹。冲击波导致数千座建筑受损，窗户破碎，飞溅的玻璃碎片造成1500多人受伤。

这是100多年来，撞击地球的最大的一颗小行星。

在此之前，人类有记载的威力最大的小行星撞击地球事件，也发生在俄罗斯。那是1908年通古斯大爆炸，一颗直径50米的“石头”以每秒2.7万米的速度在通古斯河上空爆炸，摧毁了约8000万棵树。那一天，黑夜变成了白昼。

对人类来说，幸运的是，这样的灾难事件发生的频率很低。

在太阳系中，有超过100万颗小行星。小行星撞击地球的机制，有点像“反向彩票”，越是倒霉的事，发生的概率越小。那些直径更大、危害程度更高的小行星，数量相对更少，撞击地球的可能性也更低。

比如，每两周就有1颗直径约1米的小行星撞击地球，但它们几乎不会造成什么危害。相反，造成车里雅宾斯克爆炸大小的小行星，每50～100年才“光顾”一次地球。而造成恐龙灭绝的“希克苏鲁伯”大小的小行星，每1亿年才会撞击地球一次。

美国国家航空航天局（NASA）已经绘制了超过3.3万颗可能接近地球的小行星的轨道，这也是科学家知道“2024 ON”不太可能撞击地球的原因。

但科学家们明白，灾难可能毫无征兆地降临。数以千计的小行星在强烈的太阳光下隐藏移动，其中包括许多大到足以摧毁一座城市的“石头”。欧洲航天局警告称，数十颗直径大于1公里，并能够引发全球灭绝事件的小行星，仍然潜伏在太阳系中未被发现。

而且，虽然小行星撞地球概率极小，可一旦真发生，其危害又是人类不可承受的。因此，包括中国在内的一些国家，也都持续进行着小行星防御研究和相关计划。

“宇宙台球游戏”

2022年9月26日，NASA发射的一颗重约0.5吨的航天器，以2万公里的时速撞上一颗名为“双卫一”的小行星，改变了它的轨道。

“双卫一”和罗马斗兽场大小相当，距离地球1100万公里，并不对人类构成威胁。这次撞击，只是一次实验。

随着价值3亿美元（约合21亿元人民币）的航天器的撞击，“双卫一”的轨道发生了微小偏离。撞击产生的尘埃，使得它拖着像彗星一样长长的尾巴，在宇宙中很显眼。

这是人类历史上第一次改变小行星的轨道，由NASA下设的行星防御协调办公室执行。

2016年NASA成立的这个办公室，并非人类唯一的“守护者”。据新华社报道，2024年9月5日，中国首次公布了近地小行星防御任务方案设想，同时，希望与国际伙伴在联合研制、联合观测、数据共享等方面开展多层次、全方位合作，共同守护地球。

目前，国际社会防御小行星撞地球的方法主要有两个：用高速航天器撞击小行星以改变其轨道，或者用核弹轰击。

而NASA进行的前述撞击实验，是唯一经现实证明可以偏转小行星的方法。这在本质上是一场“宇宙台球游戏”，把航天器的动量传递给小行星，就像打台球一样。

这个方法的缺点是，小行星越大，使其偏转需要的航天器就越多。如果想改变一个直径1.5公里的小行星的轨道，需要同时发射1000枚人类目前能造出的最大火箭，这不切实际。

另一种方法，用核弹爆炸改变小行星的轨道，目前还只是一个理论，并没有用实验证明过可行性。

更大的挑战是时间。在行星防御演习中，天文学家在假想的小行星撞击地球前15年就得到了警告。这给了他们充足时间来实施行星防御计划。但如果在撞击前一两年才发现小行星，情况会变得很危险。

全球监测因而至关重要。2018年2月，中国也作为正式成员加入国际小行星预警网。2024年9月5日，中国监测网首次对预警小行星开展了接力追踪观测。

希克苏鲁伯曾经毁灭过恐龙，面对相似的威胁，人类并不会坐以待毙。即便在这个撕裂的时代，人类依然在这个问题上保持着协作与团结。