今早这一撞,或将使人类免于像恐龙一样的灭绝命运
文/刘辛味
今天早上,一枚叫作DART的航天器进行了一次撞击小行星行动。这是人类首次行星防御演习,这次行动的目的,是想看看通过预防性的撞击措施是否能够避免小行星撞上地球,从而让地球免于小行星撞击的威胁。
小行星的威胁说大不大,说小也不小。往大了说,6600万年前恐龙的灭绝就被认为是小行星撞击地球的后果。为了防御小行星撞击地球,科学家设想了好几种方案,DART航天器是其中之一,我们可以让它主动去撞击那些可能会撞上地球的小行星,让其偏离方向,远离地球。
那么,科学家是怎么想到这一招的呢?这事儿还要从2019年的一次"疑似"飞来横祸说起。
2019年7月,天文学家发现一颗足球场大小的小行星正朝着地球飞来。就在一天之后,这颗小行星嗖的一下掠了过去,与地球擦肩而过。它距离地球最近的时候仅有7.3万千米,是月球到地球距离的1/5——差点就撞上了地球!
这颗小行星名叫2019 OK。在它出现在地球的"家门口"之前,天文学家一直没有发现它的踪影。这引发了科学家的担忧:如果它直接撞上地球,那么撞击时所释放的能量足以将一座大城市夷为平地。
小行星2019 OK只是已知的2万多颗近地小行星中的一个,这些小行星在围绕太阳运动时,会周期性地从地球的几位行星邻居之间穿过。世界各地的天文学家都在寻找并追踪这些天体,判断它们是否会对地球造成威胁,进而与工程师一起研究出保护地球的方法。
他们想到的一种方法是用航天器撞击那些危险的小行星,让它们改变方向,远离地球。为了验证这一想法,美国国家航空航天局计划启动双小行星重定向测试(Double Asteroid Redirection Test,以下简称DART)。
巨眼问苍穹
像2019 OK这种宽度为60~130米的小行星,平均每2 000年才会撞击地球一次。上一次发生这种情况是在1908年,当时,那颗小行星在西伯利亚上空爆炸,2 000平方千米的森林毁于一旦。如果小行星再大一点,撞击地球的概率就更小了,一颗直径10千米的小行星撞上地球的频率是每5 000万~1亿年一次,而这一规模的小行星撞击事件,曾经在历史上导致恐龙的灭绝。可见,大型小行星撞上地球的概率并不大,但是一旦撞上,将给地球造成灾难性的破坏。
天文学家之所以不愿放过每一颗逼近地球的小行星,原因就在于此。他们用性能强大的望远镜拍下太空的照片,然后对比不同时间的图像,查看是否有天体改变了位置,这样就能找到冲向地球的小行星,还能绘制出它们的移动轨迹。
然而太空实在是太广袤了,天文学家难免会错过一些线索,尤其是像2019 OK这种移动速度极快或轨道特别古怪的小行星,很容易就成为天文学家眼中的"漏网之星"。迄今为止,天文学家已经确认了直径大于1千米的小行星中的95%,以及直径超过140米的小行星中的1/3,而他们的目标,是把接近地球的小行星全部"揪出来"。
撞击实验
发现危险的小行星还不够,科学家还希望找到行之有效的防御策略——DART因此应运而生。在这项测试中,美国国家航空航天局将首次使用动能撞击器去撞击一颗小行星,迫使小行星改变速度和路径。
按照计划,DART航天器进入太空之后,太阳能电池板会从航天器两侧展开,收集太阳能,产生电力,驱动航天器完成1 100万千米的旅途,并且抵达最终目标——一颗名叫"狄律摩斯B"的小行星。狄律摩斯B大约有一个小型足球运动场那么大,环绕另一颗小行星狄律摩斯A运动,后者比前者更大,体积约是前者的5倍。
双星小行星系统其实并不会对地球构成威胁,但是作为双星系统的一部分,狄律摩斯B是理想的试验目标。天文学家只要看看在一个双星系统中,B围绕其伴星A的运行轨道在撞击前后有没有变化,就能知道撞击是否成功地使B改变了方向。
由于DART航天器距离地球过于遥远,科学家无法控制它的行动,所以DART只能依靠自主导航系统完成精准撞击。相撞前一星期,DART将部署一颗轻型立方体卫星,它将飞到DART航天器旁边,抓拍狄律摩斯B在撞击前、撞击时、撞击后的图像。
守护地球
当然,其他方法也在筹划之中。例如:让一艘巨型宇宙飞船飞到小行星附近,利用飞船的巨大质量提供足够的引力,使小行星偏离原来的轨道;另一种方法更具科幻色彩——在小行星附近引发核爆炸,爆炸的能量会卷起小行星表面的岩石和尘土,使小行星反冲,不再撞向地球。
我们的地球会因为小行星的撞击而遭受灭顶之灾吗?天文学家认为这个概率很小。现在,他们一面进行像DART这样的新试验,一面继续监测太空天体,希望能做到有备无患。
本文选自《科学画报》
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