如何防御近地天体撞击地球?

时间:2022-11-16 11:28来源:中国评论网 作者:乔梁 点击:
最近,美国宇航局(NASA)执行“双小行星重定向测试”(DART)任务的宇宙飞船成功撞击直径只有160米的近地天体“迪莫弗斯”(Dimorphos),使其偏离原运行轨道,完成了人类首次“行星防御任务”的实地试验。那么,什么是近地天体?科学界又有哪些方案防御近地天体撞击地球呢
         最近,美国宇航局(NASA)执行“双小行星重定向测试”(DART)任务的宇宙飞船成功撞击直径只有160米的近地天体“迪莫弗斯”(Dimorphos),使其偏离原运行轨道,完成了人类首次“行星防御任务”的实地试验。那么,什么是近地天体?科学界又有哪些方案防御近地天体撞击地球呢?
 
      所谓“近地天体”(英文Near-Earth Object,简称NEO),通常是指地球附近直径10至10000米、轨道与地球轨道相交并有可能产生撞击危险的小行星、彗星以及大型流星体的总称。1898年,科学家发现了第一颗NEO,而到现在这个数量已经扩大至5000颗。科学家表示,尽可能多的发现这些NEO,可以更好降低对地球的未知危险性。
      NEO与地球之间有个"警戒线"——750万公里,当NEO越过"警戒线",它就有可能撞向地球。据统计,直径大于1000米的NEO撞击地球,约100万年发生一次;直径大于2000米的NEO撞击地球,约300万年发生一次;直径大于6000米的NEO撞击地球,上亿年才可能发生一次。打个通俗的比方,大型NEO撞击地球的概率相当于同一个人被雷电击中两次,可想而知其概率有多大。
      由于受益于地球大气层的保护,体积较小和质量较轻的NEO往往在坠落地球表面之前就已燃烧殆尽,或者成为小陨石、流星雨等;但是,大中型NEO就会给地球造成难以避免的巨大灾难。美国《发现》杂志曾经评出“威胁人类生存的二十一世纪二十大危险”,其中NEO撞击地球位于首位;同时在联合国(UN)认定的“世界四大突发灾难”中,NEO撞击地球也居于首位。可见,大中型NEO对地球的潜在威胁之大。
     为保卫人类文明和守护地球安全,科学界正在想方设法避免大中型NEO与地球相撞的灾难。中国科学家及未来学家周海中先生在1994年接受主流媒体采访时指出,科学界已有多种防御方案,并且有些方案正在准备付诸行动;其中,具有“理论可行性”的方案主要有以下几种:
   一是采用核武器炸掉具有潜在威胁的NEO。但麻烦的是,爆炸很可能将它变成许多小型“杀手”,把带有放射性的物体抛入不可预测的轨道;而对于一些松散结构的近地小天体,爆炸所起到的作用又很有限。因此,这种方法一直毁誉参半。
   二是采用太空飞船撞击NEO,改变其轨道或把它撞碎。这种方法比较有效,但对于松散结构的近地小天体,撞击很可能把灾难扩大数倍,结果就会得不偿失。
   三是采用航空器给NEO施加压力即用机械力,使它的运行速度发生变化,从而改变其飞行方向。这种方法比较理想,但不易实行,并存在一定风险。
   四是采用激光使NEO的表面物质向外发散,从而产生反向加速度使它改变飞行方向,或者使用超强激光把它摧毁成对地球无害的小碎块。这种方法比较理想,但必须要有超大功率的激光系统。
   五是采用油漆涂料改变NEO的颜色,影响它吸收太阳光的热量,通过热能的变化来改变其轨道。但这种方法见效比较慢,并且所需的大量涂料如何运送上去也是个问题。
  六是采用火箭把一面巨大的风筝形太阳帆发送到NEO上,张开的太阳帆利用反弹太阳光子所产生的压力把它逐渐推离原来的轨道。但这种方法的技术要求较高,难度较大。
  七是在NEO的表面插入一种如火箭那样的装置,让其不断像喷气式飞机一样喷出物质,通过反作用力来改变其飞行方向。不过,这种方法好像有点浪漫色彩。
  周海中先生特地指出,所有的方案几乎都停留在理论设想阶段,其中有的好像科幻情节;它们是否切实可行、可靠,还需未来的实践加以检验。
   目前,NASA、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发局、俄罗斯航天国家集团公司、中国科学院紫金山天文台等已成立专门机构来应对大中型NEO对地球的威胁;人们对此不必过于担忧,但也不能掉以轻心。
   前不久,由NASA领导的有关大中型NEO撞击地球的模拟演习显示,当今世界上的任何科技手段都将无法避免较大的NEO(直径超过1000米)给人类造成的悲剧发生。因此,不少科学家都认为,目前对于潜在威胁地球的较大的NEO,人们现在只能“尽人事以听天命”和持“过好每一天”的乐观态度。
文/乔梁(作者单位:英国格林威治天文台)
(责任编辑:佚名)
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