近日,中國科學家對外宣布,我國正著手規(guī)劃一項撞擊小行星的任務,此任務并非科幻電影中的虛構情節(jié),而是旨在驗證小行星防御方案的可行性。小行星,這些不定期造訪地球的“天外來客”,始終讓人類保持著高度的警惕。那么,小行星究竟是什么?它們曾給地球帶來過哪些重大影響?我們又該如何科學地應對這一潛在威脅呢?
在太陽系中,除了八大行星圍繞太陽公轉(zhuǎn)外,還有數(shù)以千萬計的小行星在各自的軌道上運行。其中,一些小行星的軌道接近地球,被稱為近地小行星。這些近地小行星雖然撞擊地球的可能性極小,但一旦發(fā)生,其破壞力將是巨大的。科學界普遍認為,6600萬年前,一顆直徑約10公里的小行星撞擊地球,導致了包括恐龍在內(nèi)的全球約75%的物種滅絕。
小行星為何會撞擊地球?這主要與它們在太陽系中的運行軌跡有關。小行星除了受太陽引力主導外,還會受到木星、土星等太陽系行星的引力影響。特別是木星,作為太陽系最大的行星,其引力對小行星的軌道演化有著至關重要的影響。有科學家認為,小行星主要分布在火星和木星軌道之間的小行星帶上,而此處本應有一顆行星,但由于木星過于“貪吃”,吸收了過多的物質(zhì),導致未能形成新的行星,取而代之的是密集分布的小行星帶。
在地球歷史上,小行星撞擊事件屢見不鮮。這些撞擊在地球表面留下了大量的撞擊坑,深刻改變了地球的氣候生態(tài)環(huán)境,甚至造成了不同規(guī)模的生物滅絕。例如,6500萬年前,一顆直徑約10公里的小行星撞擊了北美墨西哥灣尤卡坦半島的一處淺海,形成了直徑約180公里的希克蘇魯伯撞擊坑。這次撞擊最終導致了包括恐龍在內(nèi)的全球約75%的生物滅絕,哺乳動物逐漸成為地球的主人。
離我們較近的一次小行星撞擊事件發(fā)生在2013年。當時,一顆直徑約20米的小行星以約18公里每秒的速度撞擊了俄羅斯車里雅賓斯克地區(qū),這是21世紀規(guī)模最大的一次小行星撞擊事件。該小行星在約30公里高空爆炸,等效約30顆廣島原子彈當量,產(chǎn)生的沖擊波擊碎了約3000棟房屋的玻璃。
面對小行星撞擊地球的潛在威脅,人類并非束手無策。科學家設計了多種應對策略,如用飛行器將小行星拖走、利用激光燒蝕小行星、利用萬有引力緩慢牽引并改變小行星軌道等。然而,目前技術最成熟可行的手段是動能撞擊,即利用飛行器撞擊小行星,施加外力將其稍微推離威脅地球的軌道。
2022年,美國國家航空航天局(NASA)成功實施了“雙小行星重定向測試”任務,通過用速度極快的航天器撞擊小行星,成功偏轉(zhuǎn)了小行星的軌道。這一實驗為人類應對小行星撞擊提供了寶貴的經(jīng)驗。
中國也計劃在2030年前后實施首個近地小行星防御任務。該任務將采用“伴飛+撞擊+伴飛”模式,對目標小行星進行動能撞擊,并評估撞擊效果。按照設想,科學家將在距離地球1000萬公里左右的地方,對迎面而來的小天體發(fā)射動能撞擊器,以動能改變小天體原有的軌道,確保小行星在幾十年到100年之內(nèi)不會再撞擊地球。
監(jiān)測小行星已經(jīng)成為全球各個國家的重要任務。人類目前已經(jīng)形成了對小行星撞擊風險的研判和預測能力,許多國家都建有小行星監(jiān)測系統(tǒng)。通過地基光學望遠鏡等設備,人類可以探測追蹤危險小行星,對撞擊時間、落點、危害程度進行預報,并采取有效處置手段,最大限度降低風險。
據(jù)了解,目前人類已經(jīng)11次成功預警小行星來襲,時間誤差也較小。其中,人類首次準確預測小行星撞擊地球是在2008年。當年,美國哈佛史密松天體物理中心和美國宇航局宣布,一顆編號為2008TC3的小行星將由蘇丹北部上空進入地球大氣層并發(fā)生燃燒。事后觀測表明,預計的撞擊時間與實際撞擊時間的誤差只有15秒。最近的一次成功預警發(fā)生在2024年12月,中國科學院紫金山天文臺在云南姚安成功預警了一顆直徑約0.75至1米的小行星撞擊。











