阻擊“天外殺手”

編譯 易石

阻擊“天外殺手”

編譯 易石

科學(xué)家正在研究摧毀可能襲擊地球的“天外殺手”之新方案。

流星猶如天空中燃放的禮花，雖然轉(zhuǎn)瞬即逝，卻給人們留下長(zhǎng)久的美好記憶。然而，如果這些流星在天空沒有完全燒掉，就有可能掉到地球上，并對(duì)人類造成傷害。雖然采用現(xiàn)有的技術(shù)很難對(duì)隕星進(jìn)行跟蹤和攔截，但是科學(xué)家并沒有放棄，他們正在研究一些新的方案，希望將來以科技手段來摧毀那些可能襲擊地球的“天外殺手”。

近地天體頻頻襲擊地球

像月球和火星一樣，地球也經(jīng)常被隕星所擊中。隕星在地球上的殘骸被稱為“隕石”，它們沖擊地球形成的坑被稱為“隕坑”。據(jù)美國(guó)“近地小行星追蹤計(jì)劃”的天文學(xué)家估計(jì)，有可能撞擊地球并帶來災(zāi)害的近地小天體總數(shù)大約為700顆。每年有5～10次小規(guī)模襲擊，每5年有一次稍大規(guī)模的襲擊。

由于人類居住區(qū)占地球總面積小于15%，因此人類受到隕星沖擊傷害的概率較小。但是，前不久，在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州發(fā)生的一起隕星襲擊事件，導(dǎo)致1000多人受傷，所幸沒有人死亡。根據(jù)加拿大科學(xué)家的推算，在世界70億人口中，每10年只有一人直接殞命于質(zhì)量不小于100克的隕石墜落，而每年也不過只有16座房屋被隕石擊穿屋頂。

美國(guó)天文學(xué)家通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，一個(gè)人一生中被隕石擊中的概率約為70萬分之一，甚至略低于一個(gè)人在一生中遇到空難的概率。然而，如果出現(xiàn)6500萬年前導(dǎo)致恐龍滅絕那樣的大隕星襲擊，這個(gè)概率就提升到將近百分之百！絕大多數(shù)人都可能死于那樣的災(zāi)難，幸存下來的極少數(shù)人也難以度過災(zāi)難之后的蠻荒歲月，人類文明可能完全毀滅。因此，對(duì)隕星的擔(dān)憂并非杞人憂天，展開對(duì)小行星、彗星以及由它們形成的流星等近地天體的監(jiān)控和攔截是很有必要的。

從太空中監(jiān)控近地天體

上圖：隕星在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州上空爆炸時(shí)留下的煙霧痕跡下圖：被隕石砸出的直徑達(dá)6米的冰窟窿

從目前的技術(shù)水平來看，減少隕星傷害的最好辦法是預(yù)警。在發(fā)現(xiàn)可能襲擊地球的隕星后，可根據(jù)其軌跡劃定危險(xiǎn)區(qū)，然后疏散危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的民眾。在地面上監(jiān)控近地天體可以采用雷達(dá)和望遠(yuǎn)鏡，更為可靠的預(yù)警方法則是采用專用的近地天體監(jiān)控衛(wèi)星。最近，加拿大就發(fā)射了一顆名為“小行星獵人”的監(jiān)控衛(wèi)星。

“小行星獵人”監(jiān)控衛(wèi)星的體積較小，與一個(gè)普通行李箱相當(dāng)，其造價(jià)為1500萬美元，它在地球上空約800千米處的軌道上飛行，每100分鐘繞地球一圈?！靶⌒行谦C人”攜帶的太空望遠(yuǎn)鏡凈重50千加拿大此次發(fā)射的800千米軌道太空望遠(yuǎn)鏡，可以對(duì)更貼近地面容易成為襲擊地球的“天外殺手”的天體進(jìn)行監(jiān)控。

阻擊沖向地球的隕星

克，是目前世界上最小的太空望遠(yuǎn)鏡。

由于種種原因，從地面上有時(shí)候是探測(cè)不到近地小天體的。比如，當(dāng)小天體沿著陽(yáng)光射來的方向飛向地球時(shí)，地面上的探測(cè)設(shè)備是難以探測(cè)到的。負(fù)責(zé)開發(fā)“小行星獵人”衛(wèi)星的科學(xué)家認(rèn)為，從太空能更好地監(jiān)控近地天體，但是目前已經(jīng)發(fā)射的一些太空望遠(yuǎn)鏡通常軌道過高，大多在36000千米的同步軌道上。

上圖：加拿大發(fā)射的“小行星獵人”監(jiān)控衛(wèi)星下圖：美國(guó)研究人員提出的DE-STAR系統(tǒng)

不僅要對(duì)近地小天體進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于那些有可能襲擊地球并傷害人類的天體還需要進(jìn)一步采取措施。雖然目前的技術(shù)還達(dá)不到，但科學(xué)家認(rèn)為，將來最有希望用激光技術(shù)阻擊襲擊地球的隕星。為此，美國(guó)研究人員提出開發(fā)“太陽(yáng)能定向阻擊小行星”系統(tǒng)的構(gòu)想。該系統(tǒng)的原理是：把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為激光束，用于改變沖向地球的小行星或彗星的運(yùn)行軌跡，而對(duì)于那些可能很快就會(huì)沖向地面的流星，則用激光束以蒸發(fā)的方式將之直接摧毀。

“太陽(yáng)能定向阻擊小行星”系統(tǒng)還可以作為能源補(bǔ)給站，給附近途經(jīng)的航天器補(bǔ)充能源?！疤?yáng)能定向阻擊小行星”系統(tǒng)的外觀像一塊大平板，上面安裝有多個(gè)激光轉(zhuǎn)換器，可以把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為激光，功率可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整：摧毀流星采用最大功率，可以在很短時(shí)間內(nèi)將流星分解并蒸發(fā)；改變小行星或彗星軌跡的功率次之，對(duì)較大的星體一般采取這種方式；為航天器補(bǔ)充能源的功率最小，這樣可以保障在不對(duì)航天器造成意外損傷的前提下有效地供給能源。

一些電影愛好者認(rèn)為，可以嘗試按照科幻電影情節(jié)，對(duì)沖向地球的大型天體發(fā)射核彈以消除撞擊隱患。但是不少科學(xué)家表示，好萊塢式的核爆解決方案不具可行性。從技術(shù)上講，核炸彈可以毀滅一個(gè)直徑數(shù)十米的天體，但是對(duì)地球安全構(gòu)成威脅的并不是這些小天體，因?yàn)檫@么小的天體在歷經(jīng)大氣層的燃燒之后已經(jīng)不具危害性。對(duì)地球具有威脅的是那些直徑大于400米的近地天體，這些就很難用核彈在大氣層外完全摧毀。如果不能完全摧毀，其碎片也會(huì)威脅地球。如果讓它們經(jīng)過大氣層燃燒一段時(shí)間體積變小后再摧毀，那對(duì)地球的核污染可能會(huì)大于它們襲擊產(chǎn)生的危害。

也有人建議用導(dǎo)彈摧毀隕星。科學(xué)家認(rèn)為這種方法也不具備科學(xué)性。首先，目前所擁有的先進(jìn)的防空和導(dǎo)彈防御系統(tǒng)都無法監(jiān)測(cè)到近地天體。其次，隕石從外大氣層進(jìn)入大氣層的速度非?？?，一般導(dǎo)彈最多能達(dá)到25馬赫，而隕石可以達(dá)到50馬赫，因此從擊中性的角度來看，比較難實(shí)現(xiàn)。另外，絕大多數(shù)導(dǎo)彈的能量還不足以完全摧毀隕星。

阻擊近地天體需多國(guó)合作

監(jiān)控和阻擊“太空殺手”光靠一個(gè)國(guó)家是不夠的，需要多個(gè)國(guó)家進(jìn)行合作。空間天體撞擊地球是“全球挑戰(zhàn)”，需要各國(guó)一起尋找解決方案。由于俄羅斯經(jīng)常遭受隕星襲擊，該國(guó)不少官員和科學(xué)家也在不同場(chǎng)合呼吁世界各國(guó)聯(lián)合起來，建立一個(gè)“近地天體防御系統(tǒng)”，以對(duì)付天外飛來的災(zāi)禍。

目前，國(guó)際上已有多個(gè)對(duì)近地天體進(jìn)行觀測(cè)的項(xiàng)目。比如，美國(guó)洛厄爾天文臺(tái)負(fù)責(zé)的“近地小行星搜尋”計(jì)劃，旨在發(fā)現(xiàn)和追蹤所有穿越地球軌道的較大天體的“空間監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目，美國(guó)航空航天局和歐洲空間局合作的“太陽(yáng)及日球?qū)犹煳呐_(tái)”項(xiàng)目，美國(guó)加州理工學(xué)院噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)的“近地小行星追蹤”項(xiàng)目等。