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已启动!为守卫地球,中国将“动能撞击”小行星 | 晚会·潮人新知

文/克莉斯汀

近日刚闭幕的深空探测国际会议上,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吴伟仁介绍,我国将在不久的将来,实施小行星动能撞击验证任务,通过观测、撞击及联合监测评估防御效果。

我国科学家还从监测预警、在轨处置、体系应对等方面,提出中国小行星探测、防御和资源开发利用构想,并向国际伙伴发出了合作倡议。

来自小行星的威胁不可小觑

截至2025年7月2日,已被发现的太阳系小天体接近144万颗,且数量仍在不断增加。一些近地小行星的轨道与地球轨道交汇,因此存在撞击风险。木星被誉为“地球的守护神”,原因之一就是部分小行星会被木星引力捕获而减少了撞击地球的风险。小行星一旦撞击地球,不仅会引发海啸,还会融化地壳物质造成大量粉尘,遮蔽天空并引发大规模酸雨,严重破坏生态。而其撞击程度主要取决于其质量的大小。

1980年,诺贝尔奖得主路易斯·阿尔瓦提出“小行星撞击”学说,认为0.65亿年前的一颗小行星撞击地球,导致了地球上约75%的物种灭绝,其中就包括恐龙。

在观测到一系列小行星撞击事件的发生后,人们越发意识到,小行星和彗星的撞击对地球生命具有毁灭性的威胁,所以必须通过跟踪监测、预测评估和防御应对等措施来保护地球和人类的安全。

1999年,国际小行星联合会为了促进公众对小行星撞击危险的认识和监测,已将小天体撞击危险预测进行了分类:从0-10,表征了可能撞击事件的概率和后果。

共用全球观测资源防御小行星

目前,全球承担着普查直径大于140m以上的近地小行星的地基望远镜项目,包括但不限于:卡特琳娜巡天望计划、泛星巡天计划和作为补充的小行星陆地撞击持续报警系统。我国紫金山天文台的近地天体望远镜也参与其中。目前我们对直径大于1km的近地小行星的观测较为完备,但仍有大量直径小于1km的近地小行星未被观测到,潜在的危险一直存在。

2017年,国际小行星预警网络曾开展了一场全球行星防御演习,共有14个国家参与。演习目标是使用全球的观测资源,对该小行星进行联合观测、建模和预测,并测试实时协调和交互网络的能力。尽管由于飓风等不可抗力的原因,最后该演习失败,但在实时协调和结果共享上还算成功。

目前,国际小行星预警网络仍会实时更新与地球近交汇的小行星列表。科学家们对小行星防御任务的思路已达成共识,主要有两类:将小行星推离预测或原本的轨道,使其不能与地球相撞;将小行星分解成在大气层中可以燃烧殆尽的无害碎片。在实施防御的手段中,动能撞击应用于小行星防御任务,已被认为是较为成熟的一种。

2022年9月27日,美国NASA的双小行星重定向测试航天器成功撞击了一颗名为迪莫弗斯的近地小行星。

中国防御任务前序早已开始

我国在2023年4月25日也公布了近地小行星防御的发展蓝图。

而本次中国公布的小行星动能撞击验证任务,已选好了准备执行撞击任务的动能小行星,编号:2015XF261,其直径约35.5米,大小及形状都最适合开展初步实验。吴伟仕在会议上透露:与美国不同的是,我国即将采用的是"伴飞+撞击+伴飞"的创新模式,对一颗小行星实施动能撞击验证。方案包含观测器先期侦察、撞击器精确打击、伴飞器动态评估的三段式设计。

这次撞击任务中,探测器将携带光谱及激光三维探测仪、中视场彩色相机、探测雷达、尘埃与粒子分析仪,奔向2015XF261,准备对小行星本体和撞击过程进行研究。

执行本次任务的中国深空探测实验室方面强调,中国的小行星撞击任务首先必须满足5个基本条件:撞击后不会对地球产生威胁;目标轨道倾角不大于7°,偏心率不大于0.6;在撞击前,地基望远镜至少有一次观测窗口;撞击时,国内的地基望远镜可见,撞击后,3年间至少有一次观测窗口;目标必须符合在2025年-2045年的任务发射窗口。

目前,该任务的前序研究工作早已经开始:去年9月,中国科学院紫金山天文台成功对一颗进入大气层的小行星2024RW1进行了完整追踪;今年5月29日,天问2号探测器发射升空,将对2016HO3和311P两颗小天体进行一系列探测任务;现在,天问2号还在去往2016HO3的路上。

近地小行星防御任务的开展不仅有利于保护地球和人类安全,还将进一步激发人类探索宇宙的探险精神,提高人类进入太空的科技水平。

在近日的深空探测国际会议上,我国科学家提出了建设相对完善的近地小行星探测防御体系构想,并向全球伙伴发出合作倡议,希望在地面联合监测、联合研制与载荷搭载、数据与成果共享等方面开展积极合作,携手守卫我们的地球。