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科普:人類能防止小行星撞地球嗎?

2021-11-25 09:40 來源:環(huán)球網(wǎng) 閱讀數(shù):1154

新華社華盛頓11月24日電 有小行星要撞向地球?這樣的消息一旦出現(xiàn),多多少少總會讓生活在地球上的人們略感恐慌。事實(shí)上,雖然每年有大量小行星撞向地球,但絕大部分都在地球大氣層中分解。不過,小行星撞地球的風(fēng)險(xiǎn)理論上確實(shí)存在。

據(jù)美國行星學(xué)會介紹,目前關(guān)于防止小行星撞擊地球的技術(shù)存在多種思路,極端方式是核爆,比較溫和的方式是讓一個(gè)重型航天器擦過小行星,從而使小行星偏離原來軌道。介于二者之間的是動能撞擊器技術(shù),重點(diǎn)是以一個(gè)或多個(gè)航天器高速撞擊小行星,以改變其軌道。

美國航天局于美國東部時(shí)間24日發(fā)射一個(gè)任務(wù)名為“雙小行星重定向測試(DART)”的航天器,引導(dǎo)它撞擊一個(gè)小型天體,以評估防御小行星撞地球技術(shù)。這是美國航天局第一項(xiàng)驗(yàn)證動能撞擊器技術(shù)的任務(wù),即通過撞擊小行星改變其軌道,保衛(wèi)地球不被小行星撞擊。

這項(xiàng)任務(wù)由美國航天局交由約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé),將首次測試這種驅(qū)離小行星的策略是否切合實(shí)際:測試航天器能否自主航行到目標(biāo)小行星附近并刻意撞上去,同時(shí)觀測小行星偏離原軌道的程度。簡單來說,這是一次“有去無回”的任務(wù),用以證明利用撞擊策略預(yù)防小行星撞地球的可行性。

DART任務(wù)航天器相對較小,主體約1米見方,兩側(cè)各有一個(gè)完全展開后長約8.5米的太陽能板,發(fā)射時(shí)重約610千克。DART任務(wù)航天器搭載了約50千克重、用于航天器制動和姿態(tài)控制的肼類推進(jìn)劑,以及約60千克用于操作離子推進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的氙。

據(jù)美國航天局介紹,目標(biāo)小行星系統(tǒng)由一顆直徑約780米的小行星和一顆直徑約160米的小行星組成,后者環(huán)繞前者飛行,也是前者的小衛(wèi)星。在整體圍繞太陽公轉(zhuǎn)的同時(shí),這兩顆小行星偶爾會運(yùn)行到離地球較近的位置。其中,小衛(wèi)星就是這次試驗(yàn)要撞擊的對象。

按計(jì)劃,DART任務(wù)航天器與火箭分離后,將飛行近一年,定于2022年秋季,即小行星系統(tǒng)距離地球最近(約1100萬千米)的時(shí)候,借助高分辨率攝像機(jī)和自動導(dǎo)航系統(tǒng),以每秒約6.6千米的速度撞擊小衛(wèi)星。美國航天局表示,這顆小衛(wèi)星目前并無撞地球的威脅,且DART任務(wù)航天器與之撞擊后也不會對地球構(gòu)成新的威脅,因此是理想的小行星防御測試目標(biāo)。

美國航天局表示,這次碰撞“將使小衛(wèi)星繞小行星軌道運(yùn)行速度改變1%”,進(jìn)而使小衛(wèi)星軌道周期縮短幾分鐘,略微拉近兩顆小型天體之間的距離。地面望遠(yuǎn)鏡將在撞擊前后展開觀測,對軌道變化進(jìn)行詳細(xì)測定。

撞擊約兩年后,歐洲航天局將發(fā)射“赫拉”任務(wù)航天器,深入研究這次撞擊對小行星系統(tǒng)的影響,并采集各種詳細(xì)數(shù)據(jù),比如小行星系統(tǒng)的精確質(zhì)量、成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu),以及DART任務(wù)航天器留下撞擊坑的大小和形狀。這些詳細(xì)數(shù)據(jù)對于如何把小行星驅(qū)離試驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓴U(kuò)展、可重復(fù)的技術(shù)而言非常重要。

作為美國航天局的行星防御戰(zhàn)略任務(wù)之一,DART任務(wù)將首次有機(jī)會采集到真實(shí)的小行星撞擊數(shù)據(jù),未來可將這些數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)模型中,測算出抵御一顆對地球有撞擊風(fēng)險(xiǎn)的小行星需用多大體積的航天器以及采用何種速度等。

不過,在真正的行星防御場景中,還有更多因素需要考慮,如一些國家可能受到小行星撞擊,另外一些國家有能力采取行動阻止撞擊,這就需要加強(qiáng)國際合作;此外,對小行星的質(zhì)量預(yù)估有誤,或小行星軌道發(fā)生偏轉(zhuǎn),都可能影響最終防御效果。因此,假如危險(xiǎn)真的來臨,防御小行星撞地球,仍需根據(jù)不同類型目標(biāo),制定不同方案。

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