澎湃新闻特写 唐军

11月24日，美国宇航局双小行星变向试验（DART）范登堡天军基地成功发射任务小行星撞击探测器，人类将首次测试小行星防御技术，具有重要意义。

2013年2月15日，一颗小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地区爆炸，造成大面积建筑物损坏，近1500人受伤，经济损失约10亿卢布。这次爆炸震惊了世界，并提醒世界，地球在宇宙中并不安全，研究小行星的防御并不是毫无根据的。

美国初试小行星防御技术

DART美国宇航局和约翰·开发霍普金斯大学应用物理实验室，重616公斤，总计划耗资约3.25亿美元。DART这次旅行的目的地是双胞胎（Didymos）明星和双形（Dimorphos）由子星组成的双小行星系统，主星直径约800米，子星直径仅150米，目前从地球到双胞胎小行星系统距离4.836亿公里，但当地球和双胞胎小行星沿着太阳轨道运行时，距离将在1000万到4.93亿公里之间变化。DART计划明年9月到达目的地。

这次发射是SpaceX猎鹰9火箭发射。

DART任务主要用于测试对地球构成潜在威胁的小行星改变飞行方向的技术，这是美国宇航局行星防御计划下的第一项特殊任务。按计划，DART明年9月，双形子星将以超过2.4万公里的速度撞击。冲击会改变它的轨道周期，估计会改变10分钟。为了确定动能冲击器偏转技术的有效性，地面望远镜将测量这一变化。

DART阿尔戈科技公司还携带一颗由意大利建造的立方星，称为丽西亚立方星（Argotech）制造，重14公斤，立方星将在撞击前约1个月部署，使用两个光电成像仪观察双形子星撞击前、中和后，并将图像发回地球。欧空局还计划开展赫拉（Hera）后续任务。赫拉将于2024年10月发射，2026年底抵达双胞胎小行星，进一步研究碰撞地点。

撞击双形子星不是因为它对地球构成威胁，而是因为它研究了通过冲击改变小行星飞行路线的有效性。美国宇航局官员强调，到目前为止，还没有发现任何小行星在100年内对地球构成冲击威胁。

俄罗斯车里雅宾斯克地区的小行星爆炸震惊了世界。

危险的天外来客

虽然美国宇航局官员表示，100年内没有发现小行星会撞击地球，但这并不意味着未来是否会发现，所以仍然需要提前计划人类的命运。

地外天体威胁是一个非常古老的话题，许多古代文明都留下了外国游客访问世界的记录。例如，北宋著名学者沈括在《梦溪笔谈》中收录了治平第一年发生的陨石事件，描述了陨石再次进入大气时的声学和光学现象。最后，陨石落入宜兴县徐氏家族的院子里，火光照耀着天空。。。许氏藩篱被焚烧。

火箭整流罩内DART。

2013年2月15日，一颗小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地区爆炸，造成大面积建筑物损坏，近1500人受伤，经济损失约10亿卢布。车内雅宾斯克小行星撞击事件中的小行星KEF-2013年(俄罗斯政府代号)没有提前观察到的主要原因是太小，从太阳飞来，强光也增加了发现的难度。

根据美国宇航局的分析，这颗小行星以每秒30公里的速度再次进入大气，在大气中飞行约32秒后减速至每秒18公里，并在雅宾斯克地区上空发生猛烈爆炸。小行星直径约17-20米，重量估计约1万吨。美国宇航局估计，KEF-2013年释放的能量相当于50万吨TNT，相比之下，第二次世界大战期间，美国向日本投掷的广岛原子弹小男孩只有1.5万枚，这表明它的力量完全可以摧毁一个中小城市。因此，小行星撞击地球的后果有时非常严重。

需要注意的是，并不是每一颗飞向地球的小行星都会被破坏。当直径小于100米的小行星穿越地球大气层时，它们中的大多数成为流星。即使一小部分碎片落在地上，也被一些人视为财富的宝藏陨石。直径超过100米，威胁随着直径的增加而增加。科学家认为，宽度超过140米但不到1000米的小行星是最令人担忧的一种。这些小行星比直径超过1000米的小行星更难找到，但如果有一颗撞击地球，很可能会造成区域灾难。

美国宇航局警告大约有4700颗小行星威胁地球。据研究，天文学家只知道大约30%到40%的大天体（即大小超过140米的天体），因此没有人敢保证100年内没有小行星撞击地球。研究如何防止小行星撞击并非毫无根据。

短期快速防御小行星就像反导，所以反导技术也可以用来防御小行星。

如何防御小行星？

防御小行星的前提是发现小行星，只有发现并跟踪观察，获得准确的轨道，才能评估它是否对地球构成威胁。

地球上的小行星威胁主要有两个来源，太阳系内的小行星和系外的小行星。前者主要分布在火星和木星轨道之间的小行星带，后者在星际空间游荡。这些小行星的共同点是它们不发光。此外，由于距离较远，地面光学望远镜白天难以直接观察。它们只能在晚上检测，而不能在白天和半球方向附近观察天体。目前，一种常用的方法是隐藏星星观测，即当小行星从背景天体前通过时，它们被检测到，因为它们阻挡了天体的光线，但这种被动观测方法根本不适用于地外天体的预警检测和持续跟踪。

因此，小行星防御的重点是首先解决探测和预警问题。各国应加强合作，使用光学、雷达等基础探测设备，结合天基探测器，特别是直径100米至1000米的小行星，提高探测效率和及时性。

在拦截小行星时，根据预警时间，主要可分为两个阶段，如果预警时间长，几年甚至几十年发现威胁地球的小行星，可以发射探测器到小行星附近，具体策略也分为两种，一种是使威胁小行星轨道偏转，不撞击地球；另一种是摧毁小行星，破坏直接威胁的天体，完全减少或完全消除撞击地球的危害。瞬时脉冲变轨(如动能冲击、核爆)可用于长期缓慢防御DART任务主要是研究瞬时脉冲变轨的方法)和连续推力变轨(包括太空拖船、引力拖车、用强激光改变小行星表面蒸发等。

如果预警时间短，比如只有几天甚至几个小时，就涉及短期快速防御，就像导弹防御一样。主要方法是发射拦截导弹并摧毁小行星。现有的杀伤手段包括核弹头杀伤和动能杀伤。若在宇宙中拦截小行星，核爆能只能通过高能射线和高速中子流释放，对小行星的危害极为有限。如果在大气中拦截小行星，核爆炸产生的冲击波是可观的，但在如此近的距离引爆大量的核弹并产生大量的岩石碎片是有害的，应该进行详细的研究。

如果采用动能杀伤拦截方法，拦截器和小行星的巨大相对速度确实可以在小行星中产生巨大的动能。然而，考虑到不同小行星的材料和大小，如果小行星的物理参数没有积累，动能杀伤器很可能用卵击石，剩余的大星仍然会给地面造成巨大的损失，因此需要根据情况来确定。

第一届全国行星防御大会于上个月23日在广西桂林开幕。

中国也在行动

第一届全国行星防御大会于上个月23日在广西桂林开幕，中国探月工程总设计师吴伟仁院士也出席了会议。

本次会议旨在促进我国近地小天体监测、预警、防御的交叉整合，探讨前沿科学问题、关键技术发展、项目实施计划、政策法律建设和国际合作交流，促进合作交流，繁荣学术，促进我国行星防御的快速发展和整体水平的提高。

据会议组织者相关负责人介绍，截至2021年10月18日，近地已发现26127颗小行星。近年来，近地小行星飞掠事件频发。仅2021年就发生了1074次，观察到21颗小行星进入大气层。小行星撞击地球，因为它进入速度快，能量高，对人类构成了极大的威胁。

事实上，在今年的中国航天日上，国家航天局公开表示，中国正在论证小行星防御系统。4月24日上午，2021年中国航天日开幕式在江苏省南京举行。国家航天局局长张克俭透露，中国航天将在未来论证近地小行星防御系统的建设。

国家航天局局长张克俭在讲话中说：站在新的历史起点，中国航天将论证月球探测项目四期、行星探测项目、国际月球研究站和近地小行星防御系统的实施，开启新时代探索九天的新前奏。

2019年6月，第21届中国科协年会20个重大科学问题和工程技术问题入选近地小天体调查、防御与发展问题。

中国也为小行星监测和预警做出了贡献。世界上使用的行星雷达系统主要是戈尔德斯通和阿雷西博。2018年1月，中国国家航天局作为成员单位正式加入国际小行星预警网络。目前，中国紫金山天文台拥有1.04米的施密特光学望远镜，可对近地小行星进行监测和预警。该设备称为近地天体望远镜，目前在国际小行星监测网络中。

目前，我国小行星探测任务已公布，近地小行星2016计划用10年左右开展 HO3带彗星1333P绕飞探测。这一探测计划将加深我国对小行星的认识，相关技术和信息也能为小行星防御服务。

今年5月，中国科学院国家空间科学中心发布消息，中心科学家团队提出 加强动能撞击行星防御任务概念的石击石。通过发射无人驾驶飞机捕获小行星或在碎石堆上收集100多吨岩石，与飞机组成组合冲击，控制组合冲击对地球有潜在威胁的小行星，将潜在威胁的小行星偏转到冲击地球的轨道上。与经典的动能冲击方法相比，小行星的轨道偏转效果可以提高1个数量级，为防止大尺寸潜在威胁小行星提供了核爆炸以外的新选择。

以直径约350米、重量约6100万吨的阿波菲斯小行星为例，2029年与地球最近距离约为3.8万公里。模拟显示，使用经典的动能冲击方法，可以使阿波菲斯小行星偏转约176公里，石方案可以达到1866公里，与经典的动能冲击方法相比，使小行星更远离地球。石击石强化动能冲击行星防御任务的概念突破了地面发射人工冲击体的承载能力和包络限制。通过在太空中捕获100吨优质岩石，可以显著提高冲击体的质量，最终实现小行星防御效果的数量级提升。

随着中国宇宙探测水平和航天技术的发展，相信未来中国将为小行星防御做出更多贡献。

6500万年前，地球仍处于白垩纪，一颗直径约10公里的小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛海岸，其中75%的生物灭绝，包括恐龙。小行星撞击地球导致恐龙灭绝，这是目前恐龙灭绝原因中认可度最高的原因。如果人类不想重蹈覆辙，他们应该携手应对小行星的威胁。毕竟，在浩瀚的宇宙中，地球真的是沧海一粟。

编辑：谢瑞强 图片编辑：乐浴峰

校对：丁晓