以石擊石，國家空間中心提出防禦大尺寸小行星的新方案

據國家空間科學中心網站5月26日消息，行星撞擊是地球生命面臨的重大潛在災難性威脅，發生概率極低，但危害極大。2017年、2018年、2019年連續三顆小行星分別襲擊了我國雲南省香格里拉、雲南省西雙版納和吉林省松原地區，引發了社會熱議和國內學者對行星防禦研究的重視。行星防禦是通過主動手段，例如：核爆、動能撞擊、激光燒蝕、離子束牽引、引力拖曳、質量驅動等，破壞小行星的結構或者偏轉小行星的軌道。

“以石擊石”行星防禦任務概念示意 文內圖片均來自國家空間科學中心

針對經典動能撞擊在預警時間較短的條件下無法有效防禦大尺寸小行星的問題，中科院複雜航天系統電子信息技術重點實驗室李明濤研究員、王藝睿博士、王有亮助理研究員、周炳紅研究員和鄭偉副研究員提出了“以石擊石”加強型動能撞擊行星防禦任務概念，**通過發射無人飛行器捕獲小尺寸小行星或者在碎石堆小行星上採集超過100噸的岩石，與飛行器構成組合撞擊體，操控組合體撞擊對地球有潛在威脅的小行星，將潛在威脅小行星偏轉出撞擊地球的軌道。**相比經典動能撞擊方法，對小行星的軌道偏轉效果可提升1個數量級，為防禦大尺寸潛在威脅小行星提供了核爆之外的一種新選項。

以石擊石”行星防禦任務方案示意

該成果於近期在線發表在斯普林格-自然出版集團旗下綜合性期刊Scientific Reports上，審稿人評價該文章“新穎、有趣、潛在非常高效的防禦危險小行星方法”。作者還受邀請在《自然》網站的自然天文研究社區發表文章，對“以石擊石”行星防禦方法進行介紹。

“以石擊石”全程軌跡優化

以直徑約350米，重量約為6100萬噸的阿波菲斯小行星為例，其在2029年與地球的最近距離將約為3.8萬公里。仿真顯示，在動量傳遞因子為1的條件下，利用經典動能撞擊方法對阿波菲斯小行星的偏轉距離約176公里，而“以石擊石”方案對阿波菲斯小行星的偏轉距離約1866公里**，相比經典動能撞擊方法提升了一個數量級。**

兩種動能撞擊方式的小行星防禦效果對比

“以石擊石”加強型動能撞擊行星防禦任務概念突破了地面發射人造撞擊體的運載能力和包絡限制，通過在太空中捕獲百噸級質量的岩石，從而顯著提升撞擊體質量，最終實現小行星防禦效果的數量級提升。此外，“以石擊石”行星防禦方案能夠融合小行星探測和行星防禦，在行星科學方面也具有較強的研究價值。

該成果得到了北京市重大科技專項、中科院空間科學先導專項、民用航天技術預先研究、中科院青年創新促進會優秀會員項目、中科院創新交叉團隊和中科院國家空間科學中心重點培育方向等課題資助。