藏文科普当小行星在太空中打了一个水漂

　　作者：钱磊，郭亮
　　本文来源《知识就是力量》杂志
　　大家一定都玩过打水漂吧？能够打个漂亮的多次水漂是一件非常令人兴奋的事。但是你知道吗，除了石头，导弹、载人航天器返回舱甚至是外太空的星星也会打水漂呢！今天就让我们一探究竟。
　　小行星也喜欢在太空中打水漂
　　在一定条件下，地球的大气层也可以作为＂水面＂，让飞行器和一些小天体实现＂太空水漂＂。中国的探月工程返回舱，就是通过打水漂的方式实现降速进入大气层的。大气层从太空到地面是由稀到稠的渐变，也可以看作一个类似水面的流体界面。由于返回舱的速度非常快，如果垂直于界面进入大气，飞行器可能会由于摩擦发热而烧毁。而如果返回时与大气界面的夹角过小，就相当于在大气上打水漂，有可能无法落地，最终跳出地球范围。为了让返回舱能够既通过打水漂减速，又不被弹走，就需要科学家们进行精密的计算和设计了。
　　太空里充满了石块和冰块，有些是早期太阳系形成时剩下来的小行星、彗星，有些是小行星撞击行星，溅射产生的石块。这些石块时不时会向地球飞来，很多时候擦肩而过，而有时候也会落入地球大气，形成流星；没有完全烧毁的石块则会落到地面成为陨石。除了这两种情况，这些太空石块也有可能进入地球大气上层，又被弹回太空，就像在地球大气中打了个＂水漂＂。类比掠过水面的石块和再入大气层的飞行器，要实现这种小行星的＂太空水漂＂，同样要满足一定条件。
　　行星略过地球，打了一个星际水漂
　　小行星形状通常不规则，有哑铃形、雪茄形。由于YORP效应（由于小行星的形状不规则，恒星的辐射导致小行星产生自转的一种效应）等物理过程的长期影响，小行星通常都在旋转，角速度通常沿转动惯量最大的轴。哑铃形和雪茄形的小行星旋转起来就像竹蜻蜓。和打水漂的石块一样，如果角度合适，小行星就可以被地球大气弹走，完成一次＂太空水漂＂。不过，由于小行星速度通常非常快，只能在地球大气上层完成一次＂水漂＂，像水漂高手那样用石块在水面上打出弹跳几十次的水漂，对于小行星来说几乎是不可能完成的任务。
　　在现实中，人类就曾经观测到小行星的＂太空水漂＂。1972年曾有一颗小行星在大气层界面上完美地打了一个＂水漂＂，而没掉落下来。未来，随着观测能力的提升，我们可能会看到越来越多这种＂太空水漂＂事件。这将为我们了解地球大气的上层和小行星的相互作用提供更多信息。