小行星探測(cè):揭示地球起源

　　美國國家航空航天局近日宣布，將發(fā)射探測(cè)器前往一顆小行星收集樣本，以探索太陽系組成和生命起源，研究如何減少地球遭天體碰撞危險(xiǎn)。這一探測(cè)器定于2016年發(fā)射，前往一顆編號(hào)為1999RQ36的小行星，探測(cè)器定于2020年抵達(dá)小行星，預(yù)定2023年重返地球。為什么人類對(duì)小行星探測(cè)那么感興趣？這次探測(cè)計(jì)劃將對(duì)人類有哪些意義？
　　
　　探測(cè)小行星的意義
　　
　　小行星是太陽系內(nèi)類似于行星環(huán)繞太陽運(yùn)動(dòng)的一種天體，但它的體積和質(zhì)量比行星小得多，大多數(shù)小行星的直徑小于100千米。小行星數(shù)目龐大，至今已發(fā)現(xiàn)的小行星僅是太陽系內(nèi)的一小部分，其數(shù)目已達(dá)70萬顆。絕大多數(shù)的小行星都集中在火星與木星軌道之間的小行星帶，在地球周圍也有一些小行星，曾有某些小行星與地球發(fā)生過碰撞的報(bào)道。
　　為什么地球人對(duì)小行星的探測(cè)這樣感興趣呢？主要因?yàn)橥ㄟ^對(duì)它的研究可以了解太陽系的過去和地球的未來命運(yùn)。小行星是太陽系中的重要成員，它們保存著太陽系形成初期的原始成分和演化歷史，是研究太陽系起源的“活化石”。目前在地球上收集到的隕石絕大部分來自小行星，在一些小行星塵埃中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)物可能與地球生命起源有關(guān)，通過對(duì)小行星的深空探測(cè)將能獲得地球生命起源的直接證據(jù)。科學(xué)家們正在試圖通過對(duì)小行星的深空探測(cè)解答一系列關(guān)鍵的科學(xué)問題：如早期小行星中有機(jī)物的本質(zhì)和起源是什么？它們對(duì)形成生命起源所必需的分子有何影響？地球上的生命是否來自小行星或彗星？小行星中是否含有太陽星云中的原始物質(zhì)？在太陽系早期行星形成時(shí)發(fā)生的物理過程是什么？
　　
　　小行星會(huì)帶來災(zāi)難嗎？
　　
　　在地球歷史上，多次出現(xiàn)小天體撞擊地球，導(dǎo)致地球的氣候環(huán)境災(zāi)變和生物滅絕?，F(xiàn)在很多科學(xué)家都認(rèn)為，6500萬年以前恐龍的滅絕很有可能與外星球撞擊地球有關(guān)。科學(xué)家們推測(cè)那是一顆直徑10千米的小行星，撞擊位于墨西哥尤卡坦半島的海域，其釋放的能量相當(dāng)1000萬億噸TNT爆炸產(chǎn)生的能量，約為廣島原子彈威力的500億倍。強(qiáng)大的沖擊波破壞了地面上的一切物體，燃燒迅速蔓延全球，大量的煙塵、二氧化碳進(jìn)入大氣層，屏蔽了太陽輻射，使地面降溫8℃～20℃，海水降溫2℃～3℃。漫長寒冷的冬季降臨，地面的冰蓋增大、海水退縮、鹽度上升，導(dǎo)致部分海洋生物滅絕，地面植物的光合作用受到抑制，以植物為食的動(dòng)物大量餓死。根據(jù)計(jì)算表明，由此引起的寒冷氣候約維持了幾十萬年，生物遭到空前的打擊，約有60％～80％的生物種類在白堊紀(jì)末從地球上消失。新生代以來，約3400萬年前、1500萬年前、240萬年前、110萬年前，都曾發(fā)生過直徑為1～5千米的隕星撞擊。雖說其能量都明顯小于白堊紀(jì)末的那次撞擊，但都造成了不同程度的生物毀滅。
　　科學(xué)研究表明，如果直徑大約為130米的小行星碰撞地球，就相當(dāng)于1.5億噸的TNT的爆炸力，或者是日本廣島原子彈爆炸威力的1萬倍。如果直徑約為300米的小行星擊中地球，將產(chǎn)生相當(dāng)于11萬顆廣島原子彈爆炸所產(chǎn)生的能量，整個(gè)紐約市及其周圍區(qū)域的地方都會(huì)瞬時(shí)毀滅。如果直徑超過1千米的小行星撞擊地球，海嘯、地震、火山爆發(fā)等等的災(zāi)害會(huì)隨之而來，地球陸地大氣被迫壞。因此，近地小行星的存在直接威脅到人類的生存和發(fā)展。通過對(duì)近地小行星的探測(cè)，可以了解掌握小行星的特性及運(yùn)動(dòng)規(guī)律；系統(tǒng)地研究和評(píng)估小天體撞擊地球的可能性和災(zāi)害程度，可以為未來規(guī)避小行星的威脅而采取有效的防范措施提供重要的科學(xué)依據(jù)。
　　
　　 小行星：未來的資源
　　
　　此外，科學(xué)家們建議可以將小行星作為未來的地球資源來使用，如果在小行星上發(fā)現(xiàn)地球上罕見原料，可以到那里采集，為地球上人類造福。另外，科學(xué)家還提出將小行星作為深太空探測(cè)的中繼站和材料提供站，以后一些很笨重和昂貴的材料可能不必要再從地球上發(fā)射，而由設(shè)在小行星上的太空工廠制造和開采，直接供應(yīng)航天器。
　　
　　最新的小行星探測(cè)計(jì)劃
　　
　　小行星探測(cè)可分為飛越探測(cè)、環(huán)繞著陸探測(cè)、采樣返回探測(cè)、載人登陸探測(cè)幾個(gè)階段。小行星探測(cè)首選目標(biāo)是近地小行星。迄今為止人類僅進(jìn)行了幾次專門針對(duì)小行星的深空探測(cè)計(jì)劃：1996年2月17日，美國NASA發(fā)射了“近地小行星交會(huì)”探測(cè)器，攜帶了相機(jī)、激光測(cè)距儀等儀器前往小行星愛神星(Eros)，于2000年2月14日飛抵愛神星，對(duì)其進(jìn)行了近距離、多種手段的全面觀測(cè)，探測(cè)了愛神星的大小、形狀、質(zhì)量、重力、磁場(chǎng)、自轉(zhuǎn)、化學(xué)成分和主要礦物的分布。2003年5月9日，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)射的“隼鳥號(hào)”探測(cè)器飛往絲川小行星，實(shí)現(xiàn)人類首次從小行星采集回收巖石樣品的任務(wù)。2007年美國國家航空航天局發(fā)射了“黎明號(hào)”太空船，對(duì)小行星谷神星和灶神星進(jìn)行探測(cè)。
　　最近，美國宇航局宣布：他們將于2016年向小行星1999RQ36發(fā)射一個(gè)探測(cè)器，繪制這顆小行星的表面圖，并用機(jī)器人手臂采集樣本，帶回地球。這些樣本也許可以更好地解釋太陽系形成和生命的起源，并通過對(duì)小行星的探測(cè)，了解其碰撞地球的概率。
　　被探測(cè)的小行星1999 RQ36是1999年由林肯近地小行星研究小組發(fā)現(xiàn)的，其平均直徑大約為560米，近似5個(gè)足球場(chǎng)的尺寸。這顆小行星在距太陽1.33億千米至2.03億千米的軌道上飛行，與地球軌道大約相距45萬千米。在漫長的歲月里，這顆小行星幾乎沒有什么改變，有可能儲(chǔ)存了我們太陽系嬰兒期的一些信息。它還富含生命有機(jī)分子的關(guān)鍵元素—碳，有機(jī)分子曾經(jīng)在隕石和彗星中被發(fā)現(xiàn)，表明生命的組成部分可以在太空中被合成?？茖W(xué)家們想要知道1999RQ36上是否也含有這些元素。
　　美國宇航局科學(xué)家喬 ? 努思說：“如果該小行星表面存在有機(jī)物質(zhì)，那么1999RQ36小行星可作為未來人類探索太陽系外部宇宙空間的‘加油站’。未來有一天，或許我有生之年已看不到，這種類型的小行星或許是通往太陽系之外的‘綠洲’，人類可在該小行星上駐留，獲取水資源和其他資源?！?br/>　　【責(zé)任編輯】蒲暉