美國(guó)航天器深空撞擊小行星

蕭達(dá) 陶短房 陳子帥 陳康

探月火箭發(fā)射計(jì)劃連續(xù)數(shù)次推遲的美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）,終于盼到一個(gè)好消息：北京時(shí)間9月27日早上約7時(shí)，美國(guó)發(fā)射的航天器按預(yù)定計(jì)劃成功撞上距離地球大約1140萬(wàn)公里的一顆名為“迪莫弗斯”的小行星。這次撞擊是人類歷史上首次改變小行星軌跡的嘗試，被稱為人類進(jìn)入行星防御時(shí)代的標(biāo)志。這次撞擊也吸引了全球天文學(xué)界和天文愛(ài)好者的關(guān)注。27日接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》采訪的多名中國(guó)學(xué)者表示，探索與和平利用外空是全人類共同的事業(yè)，少數(shù)國(guó)家不應(yīng)以此為旗號(hào)，進(jìn)行太空爭(zhēng)霸或星際殖民。

千萬(wàn)公里外“以卵擊石”

據(jù)美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)(CNN)報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月26日晚7時(shí)14分（北京時(shí)間27日早7時(shí)14分），NASA的航天器成功撞上距離地球約1140萬(wàn)公里處的小行星“迪莫弗斯”。這是人類第一個(gè)小行星防御試驗(yàn)項(xiàng)目，此次撞擊目的在于嘗試改變“迪莫弗斯”的運(yùn)行軌道，驗(yàn)證是否能通過(guò)動(dòng)能撞擊的方式偏轉(zhuǎn)近地小行星的可行性。對(duì)于此次航天器成功撞擊小行星，NASA行星科學(xué)部主任格拉斯興奮地表示：“我們正在進(jìn)入人類的新時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，我們能將擁有保護(hù)地球免受危險(xiǎn)的小行星撞擊的能力，人類以前從未擁有過(guò)這種能力。

法新社稱，這次撞擊小行星的任務(wù)被命名為“雙小行星重定向測(cè)試”（DART)。任務(wù)的目標(biāo)是“迪莫弗斯”和“迪迪莫斯”這兩顆小行星。'其中，“迪莫弗斯”直徑約160米，大小與埃及金字塔大致相當(dāng)，它繞著直徑780米的小行星“迪迪莫斯”運(yùn)行。撞擊用的航天器是去年11月從美國(guó)加利福尼亞州發(fā)射升空，它由傳感器、天線、離子推進(jìn)器和兩塊8.5米長(zhǎng)的太陽(yáng)能電池板組成，重約600公斤。雖然小行星“迪莫弗斯”很小，但與它約50億公斤的重量相比，撞擊用的航天器更像是“以卵擊石”。

據(jù)報(bào)道，“迪莫弗斯”原本每11小時(shí)55分鐘繞“迪迪莫斯”轉(zhuǎn)一圈。根據(jù)NASA的計(jì)劃，當(dāng)航天器以每小時(shí)23500公里的速度撞擊之后，這一時(shí)間將縮短約10分鐘，兩顆小行星之間的距離也將稍微拉近。但NASA團(tuán)隊(duì)表示，需要大約兩個(gè)月才能確定被撞小行星的運(yùn)行軌道是否發(fā)生了變化。

航天技術(shù)專家黃志澄27日接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，此次撞擊實(shí)際上是人類第三次使用人造航天器撞擊小行星：2005年,NASA發(fā)射“深度撞擊號(hào)”撞擊“坦普爾1號(hào)”彗星；2014年，日本“事鳥(niǎo)2號(hào)”探測(cè)器撞擊小行星“龍宮”表面并進(jìn)行采樣。黃志澄說(shuō)，此次撞擊是人類防御小行星撞擊地球威脅而進(jìn)行的一次有益嘗試。他說(shuō)，如果撞擊小行星的同時(shí)能夠探究其物質(zhì)結(jié)構(gòu)，甚至探索到礦產(chǎn)資源，那么這次撞擊將更具科學(xué)價(jià)值。

不能讓恐龍滅絕的悲劇在地球上重演

這是地球人類歷史上首次甬人造航天器撞擊小行星來(lái)檢驗(yàn)是否有拯救自己家園免于毀滅的方法。”美國(guó)太空網(wǎng)稱，這是6500萬(wàn)年前地球上的恐龍辦不到的事情。人類學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)時(shí)一顆巨大的小行星撞上地球，最終導(dǎo)致恐龍滅絕。NASA首席科學(xué)家卡爾文說(shuō)：“恐龍沒(méi)有太空計(jì)劃項(xiàng)目來(lái)幫助它們，但是我們有。因此，這一任務(wù)代表著在了解未的潛在危險(xiǎn)和如何保護(hù)我們的星球免受潛在的撞擊方面取得的重要進(jìn)展。”

目前小行星撞地球的毀滅性風(fēng)險(xiǎn)還很遙遠(yuǎn)，但被認(rèn)為是真實(shí)存在的。根據(jù)NASA的相關(guān)報(bào)告，目前已發(fā)現(xiàn)直徑140米以上的小行星中約40%可能對(duì)地球構(gòu)成威脅。今年9月有近30顆小行星近距離掠過(guò)地球，僅9月26日十天就有4顆小行星掠過(guò)地球。NASA局長(zhǎng)納爾遜26日在推特上發(fā)文稱：“這不是電影情節(jié)。我們都在《世界末日》這樣的電影中看過(guò)它，現(xiàn)實(shí)生活中（小行星撞地球的）風(fēng)險(xiǎn)很高?！眻?bào)道稱，從這次撞擊收集到的有價(jià)值的數(shù)據(jù)將對(duì)制定行星防御戰(zhàn)略起到重要作用,，尤其是有助于了解需要多大的力量才能改變對(duì)地球構(gòu)成潛在威脅的近地天體的軌道。

航天航空專家張寶鑫27日對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者說(shuō)，從目前NASA公布的相關(guān)數(shù)據(jù)及其預(yù)想來(lái)看，此次撞擊所產(chǎn)生的能量，致使小行星的軌道偏移量不到1%。因此，此次撞擊對(duì)小行星軌道變化究竟產(chǎn)生多少影響，還需后期持續(xù)觀測(cè)，才能得到比較明確的結(jié)果。張寶鑫表示，這次撞擊的小行星距離地球超1000萬(wàn)公里，屬于深空撞擊，目前人類能夠送達(dá)至深空的撞擊物質(zhì)量是有限的，其過(guò)程需要消耗大量燃料，同時(shí)還需借助宇宙中的引力作用才能完成撞擊，因此此次撞擊的能量是有限的。他表示，如果用質(zhì)量較大的衛(wèi)星去撞擊小行星，那么可能造成不可控的結(jié)果。因此，當(dāng)下只有用質(zhì)量較小的衛(wèi)星去一步步試驗(yàn)，才能得出人類究竟能夠多大程度改變小行星的軌道偏移量。

實(shí)際上，這次撞擊任務(wù)最大的難度是如何能精準(zhǔn)找到并撞擊這個(gè)距離地球約1140萬(wàn)公里的小行星。據(jù)報(bào)道，撞擊用的航天器瞄準(zhǔn)精度只有2000米。直到撞擊前的1個(gè)小時(shí)，航天器上搭載的設(shè)備才能觀測(cè)到直徑160米的“迪莫弗斯”。即使是直徑780米的“迪迪莫斯”小行星，看起來(lái)也像黑色海洋上的一個(gè)斑點(diǎn)。

張寶鑫說(shuō)，撞擊行星試驗(yàn)經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)近十年的策劃和籌備期，為了保證任務(wù)的成功率，執(zhí)行時(shí)應(yīng)用的技術(shù)均為較成熟的現(xiàn)有技術(shù)。盡管撞擊任務(wù)并未過(guò)多采用最先進(jìn)的航天技術(shù)，但這項(xiàng)系統(tǒng)工程體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合科技能力，包括雙星發(fā)射、對(duì)軌道的精密計(jì)算、地表和深空測(cè)量、防范通信免受太陽(yáng)風(fēng)暴干擾以及探測(cè)器有效回傳數(shù)據(jù)等，這些技術(shù)都是較為前沿的。

中國(guó)的小行星撞擊計(jì)劃

這次撞擊任務(wù)除了美國(guó)外，還有其他許多國(guó)家參與。航天器上搭載的探測(cè)器“LICIACube”就是意大利研制的。該探測(cè)器在撞擊發(fā)生前從航天器上剝離，它將于數(shù)小時(shí)后再次飛經(jīng)“迪莫弗斯”小行星進(jìn)行探測(cè)。該探測(cè)器是意大利首次獨(dú)自運(yùn)行的深空探索衛(wèi)星，旨在收集撞擊后的探測(cè)數(shù)據(jù)，并在未來(lái)幾天內(nèi)逐漸將所獲數(shù)據(jù)傳輸回地球。

除了意大利參與外，歐洲航天局也計(jì)劃于2024年發(fā)射“Hera”探測(cè)器，于2027年抵達(dá)兩顆小行星所在區(qū)域，開(kāi)展更深入的科學(xué)探測(cè)，觀測(cè)這次撞擊動(dòng)量和隕坑的形態(tài)，全面評(píng)估此次撞擊的“效率”。

《華爾街日?qǐng)?bào)》稱，作為“行星防御任務(wù)”的組成部分，NASA還在推動(dòng)“近地天體勘測(cè)者”太空望遠(yuǎn)鏡的研制工作，它有助于更快確定威脅地球的小行星大小和軌跡。報(bào)道稱，今年4月，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院發(fā)布行星科學(xué)“十年規(guī)劃”，將“行星防御任務(wù)”列為美國(guó)未來(lái)十年的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。NASA主管“行星防御”計(jì)劃的官員約翰遜表示，除DART任務(wù)之外，NASA還在考慮更多偏轉(zhuǎn)或摧毀危險(xiǎn)小行星的設(shè)想，包括使用離子束轟擊小行星、研制所謂“引力牽引航天器”來(lái)“拖拽”小行星等方案。

NASA不是唯一的行動(dòng)者。中國(guó)國(guó)家航天局副局長(zhǎng)吳艷華不久前曾表示，中國(guó)已經(jīng)提出組建近地小行星防御系統(tǒng)的計(jì)劃，爭(zhēng)取在2025年或2026年實(shí)施一次小行星撞擊試驗(yàn)。張寶鑫說(shuō)，中國(guó)成功探測(cè)月球和火星的經(jīng)驗(yàn)表明，中國(guó)已完成探索深空領(lǐng)域的技術(shù)積累。接下來(lái)，中國(guó)將通過(guò)不斷探索和試驗(yàn)來(lái)確定如何建立以及建立何種形式的小行星防御系統(tǒng)。他說(shuō)，“對(duì)目前地球科技而言，小行星防御技術(shù)仍處于起步探索階段。隨著科技的不斷升級(jí)，才能逐漸降低小行星的威脅?！?/p>

張寶鑫說(shuō)，發(fā)展外空科技的宗旨應(yīng)該是為全人類謀求更美好與更安全穩(wěn)定的生活，不應(yīng)是少數(shù)國(guó)家以此為旗號(hào)，進(jìn)行太空爭(zhēng)霸或星際殖民。對(duì)于人類而言，一榮俱榮，一損俱損，中國(guó)將會(huì)讓全人類共同享受到中國(guó)深空技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的相關(guān)福祉，讓全人類更和諧地生活在這顆藍(lán)色星球上。▲