保衞地球，驅逐小行星——現實中的好萊塢大片_風聞

　　原作：Robyn Schelenz

　　翻譯：邱煜欣

　　校對：鄭倉晟

　　編排：邱煜欣

　　後台：庫特莉亞芙卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳

　　原文鏈接：https://www.llnl.gov/news/what-hollywood-gets-wrong-and-right-about-asteroids

小行星撞擊地球一直以來都是好萊塢大片慣用設定。但是如果真的有一顆小行星撞向我們的地球，會發生什麼呢？會真的如電影中那般嗎？

　　在現實世界中，有些人專門出謀劃策以應對這種潛在的危險，比如勞倫斯利物莫國家實驗室的研究員柯爾斯頓**·豪利（Kirsten Howley），她是一位致力於防止小行星帶來“ 世界末日”的天體物理學家。奇怪的是這些人與布魯斯·**威利斯（電影《世界末日》中在小行星上鑽洞的鑽油井工頭）的形象一點也不相關。

　　在1998年的電影《世界末日》中，一顆得克薩斯州大小的小行星將在18天內撞擊地球。美國太空總署提出了阻止小行星與地球相撞的辦法：派人登陸小行星，在小行星上鑽洞至其核心，並放入核彈引爆。一羣穿着橙色服裝的美國人在短時間內阻止這場災難的發生。

　　現實並不總是像電影一樣。

　　注意，這並非説小行星不會撞擊地球——小行星（大多數是微型的）幾乎每分每秒都經過我們的地球，而是説負責阻止小行星的人花上幾個小時是拿不到那樣的太空服的。

　　電影《世界末日》海報

　　“當我告訴別人我所從事的工作時，別人的第一反應就是’哦，就像《世界末日》？’ ” 勞倫斯利物莫國家實驗室（LLNL）的物理學家柯爾斯頓·豪利説，“這與《世界末日》完全不同。” 她的日常工作包括保護我們的地球免受小行星的襲擊。

　　儘管豪利手頭沒有橙色連身褲，但她的工作是嚴肅認真的。她和她的行星防衞者團隊專門研究如何偏轉像貝努（Bennu）這樣會對地球構成威脅的小行星。

　　貝努是一顆古老的小行星，其質量超過780億公斤，目前正在繞着太陽公轉，並接近地球。儘管要到2185年它才有1/2700的概率會撞上地球。

　　小行星貝努

　　圖片來源：NASA/Goddard/University of Arizona

　　去年秋天，NASA從貝努採集了一份樣本，這是NASA首次從穿行於太空中的小行星上採集樣本。這些樣品一旦送回地球，將有助於像豪利這樣的物理學家完成其非常重要的工作——確保貝努（以及類似的天體）不會撞擊地球。

　　儘管有拯救地球上的生命的相同目標，但與電影相比，現實中這種工作更加複雜，且沒有那麼危險。

　　就動機而言，貝努比任何古老的岩石都更具吸引力。關於這顆小行星，我們已經瞭解到的以及希望瞭解到的，不僅可以拯救地球，還有助於改變我們對小行星（甚至生命）的認知。

　　小行星貝努

　　吃瓜羣眾總是把貝努看作是飛越太空的導彈，但它本身才是真正有價值有意思的。（吃瓜羣眾：

　　）

　　貝努比地球古老得多。它發現於1999年，大約有45億年的歷史，並且據信它在太陽系誕生前1000萬年就已經形成了。這使得貝努對於那些想要拼湊出我們世界演化的模型的科學家來説，是極具吸引力的。

　　NASA的小行星探測器奧西里斯王號(OSIRIS-Rex，起源-光譜-資源-安全-風化層探測器）於2020年10月從這顆小行星採集了一份樣品，並將在三年內帶着這份珍貴的貨物返回。科學家希望通過貝努的這些小碎片弄明白地球生命的起源、指出我們是否可以在小行星上開採稀有元素以及貝努是否含有水。

　　OSIRIS-Rex的藝術想象圖

　　圖片來源：NASA/Goddard/University of Arizona

　　如果小行星上確實含有水，那麼我們將更容易想象人類在遠離地球的地方生活。來自NASA探測器拍攝的照片還捕獲了微粒從貝努飛出的景象，這説明貝努是一顆活躍的小行星，這是相當罕見的。

　　簡單地説，貝努將幫助我們加深對小行星的瞭解，甚至可能是我們對自己的瞭解。當然，和帝國大廈一樣高的它也有一個軌道，因為太靠近地球而令人不安。

　　盡我們所能去研究它，但是如果它太近了，又要如何應對威脅呢？那就是豪利的工作領域了。

　　行星護衞隊

　　如果這是電影，豪利和她的團隊作為負責拯救地球的一羣人，將出現在海報中。出生於奧克蘭的豪利一直保持着童年時代對星空的熱情，從社區大學到加州大學伯克利分校再到加州大學聖克魯茲分校，她成為家庭中第一個獲得博士學位的人，但她並沒有隨時等待着跳槽。

　　因為沒有這個必要，她阻止小行星毀滅地球的武器庫包括物理和數學。

　　“NASA的任務是尋找所有一千米大小以及更大的小行星，90％以上靠近地球軌道的天體中的任何一個都可能有潛在的危險，”豪利説。豪利認為 “近”是距離地球不到1.6億千米。任何進入這個距離之內且大小等於或大於半個橄欖球場的小行星都有潛在的危險。

　　事實上，本世紀還沒有任何一顆符合豪利認定標準的小行星——甚至貝努也不是。如果它確實要撞擊地球，最早也要等到2175年。但這並不意味着豪利和她的團隊不會保持準備並提高我們對小行星的響應能力。

　　要記住的是，你在電影中看到的小行星純屬虛構。

　　與電影中驅除得克薩斯州大小的小行星的布魯斯**·**威利斯不同，豪利更關心較小的天體，它們更難發現和追蹤，儘管它們不會毀滅整個世界，但仍可能造成重大的破壞。

　　這些小行星會損害城市，由於它們較小巧，因此很難觀測到。當然它們對地球是沒有威脅。

　　豪利説：“現在沒有任何小行星處於我們的關注當中。”

　　豪利收集像貝努這樣的小行星的相關軌道數據，據此推斷未來的小行星並制定緩解策略，以防造成損害。 

　　復仇者，集合

　　和電影一樣，防止小行星撞擊地球是一個團隊的共同努力。勞倫斯利物莫國家實驗室專門研究偏轉和緩解策略。NASA則考慮如何擴大小行星的偵測範圍，以及必要時如何登陸這些小行星。他們的團隊與來自世界各地的團隊每年聚一次會，以討論和模擬小行星管理策略。

　　例如，小行星貝努在2185年有1/2700的概率會撞擊地球。

　　“這聽起來很嚇人，”豪利説。“然而，這種可能性會不斷變化。1/2700的概率是因為我們真的不知道貝努2135年的準確軌道是什麼樣的。”

　　“當我們知道越多，概率就會變得越準確。” 豪利猜測，發生碰撞的可能性會比較小。

　　“我們為貝努制定了緩解策略，”豪利補充説，“例如，我們已經展示出了獲取更多信息的能力——發射奧西里斯王號探測器 (OSIRIS-Rex，起源-光譜-資源-安全-風化層探測器）。”

　　我們有貝努相關的數據，並且我們能預測它從現在起100多年後的位置，豪利晚上可以輕鬆入睡了。管理和規劃其他具有威脅的小行星的國際工作也是如此。

　　豪利説：“我倒是更擔心塗防曬霜。”

　　當你瞭解像貝努這樣的小行星撞擊地球的後果時，才會知道什麼是毀滅性的災難。

　　豪利説：“如果貝努今天就要撞擊地球，它將釋放大約27億噸級的能量——相當於超過一百萬枚投放在廣島的原子彈，沒有人想消受這種爆炸衝擊。”

　　但是，我們對貝努的軌道進行了充分的研究，在不久的將來它不會構成威脅。

　　多虧了NASA的奧西里斯王號探測器（現實中的布魯斯·威利斯），我們很快就會對貝努的成分和質量有更多的瞭解。如果我們拯救地球的唯一機會是把一顆小行星炸成碎屑，那麼此類信息對於我們推測炸碎後小行星的狀態會大有幫助。

　　深空爆炸

　　那麼關於爆炸呢？最後一刻的英雄主義呢？

　　在《世界末日》中，Dolly是上述得克薩斯州大小的小行星（“我們不知道有像得克薩斯州這樣大小的小行星，”豪利指出），電影中的英雄們在距它撞擊地球僅剩一個小時的時候倉促地阻止了它。

　　“因此，我們談論的是將在一小時內撞擊地球的直徑達到1200千米的天體。要把這個天體炸成大小相等的兩個碎片，並朝相反的方向推動這兩個碎片使它們錯過地球（像電影中一樣），所需的能量大約相當於太陽一天的能量總輸出，” 豪利説。“顯然我們沒有那種能力。”

　　幸運的是，如果我們可以提早看到它們的到來，則不需要那種能力。豪利和像她這樣的團隊部署的各種策略就是為了避免小行星與人類的“決鬥“。

　　實際上是有可能使用爆炸來改變小行星運行方向的（如同《世界末日》），豪利説：“使用核裝置不是不可能，實際上，把能量存積到小行星內部以將其推離地球是一種非常有效的方法。” 。

　　豪利正在致力於研究的一種推動方式，稱為HAMMER，即應急響應超高速小行星的緩解任務。

　　在這種情況下，爆破裝置將是一個裝有核彈的小型航天器，該裝置會在小行星上或者附近引爆。這與地球上的爆炸大不相同——所有核能都將直接注入小行星，從而推離小行星。如果要派這種小型航天器到貝努執行這樣的任務，它的前輩奧西里斯王號探測器（OSIRIS-Rex）功不可沒，因為我們在實施這種戰略之前需要了解小行星的成分組成。

　　“存積大量能量並以無法預測的方式破壞小行星不是我們想要的。我們想要的是確保我們掌控一切，”豪利説。

　　《天地大沖撞》劇照

　　1998年的電影《天地大沖撞》（Deep Impact）描繪了這樣的情節，儘管打擊導致小行星破碎成兩部分，但這仍然很危險。

　　豪利和其他行星防衞者有着清楚的判斷，可以通過使用具有動力的撞擊器來避免這樣的問題，例如，一艘航天器，無核武器，它只是撞向小行星，然後將其推離原有軌道。

　　選擇動力撞擊器也避免了政治上的困難，畢竟要使用核武器就繞不開政治問題。而這正好是豪利和其他國際團隊所考慮的“偏航“方式。

　　她説：“儘管可以向人們保證安全，但這仍然讓人覺得不安。” 慶幸的是，持續不斷的國際合作為外交方面奠定了基礎。世界各地的團隊站在科學和政治的角度，開會評估人們該如何應對來自小行星的威脅。如何與一位持懷疑態度的領袖人物打交道？如何與憂慮的公眾交流？在這些場景中要考慮的東西不可謂不多。

　　豪利説：“我只是認為有一份計劃是好的。”

　　當然了，我們無法為所有可能的事情制定好計劃。一些較小的小行星很難被發現——例如2020 QG小行星從靠近太陽的一側距地球10,000英里之內經過（如果距離太近的話，可能會在地球的大氣中燃燒）。

　　又或者是2013年在俄羅斯車里雅賓斯克上空爆炸的小行星，爆炸衝擊波造成了約1,500人受傷。

　　NASA正在開展一個項目以提高我們發現小行星的能力，儘管這些小行星對地球造成災難性破壞的可能性極低。太空中移動的天體不計其數，包括流星，衞星和太空碎片。當然，豪利計劃中的低概率事件也可能具有很強的破壞性。

　　“我一直安慰我的朋友和家人，就像’哦，還有一個我甚至不知道的。’ 知道這些小行星一直在穿行的感覺很好，我們看到了很多。有時，直到它們靠近地球並經過時我們才發現。這都很常見，因為這些昏暗的小行星很難觀測到。因此，擁有敏鋭的探察力總是好事。”

　　除了為幾乎不會發生的情況做準備以外，豪利及其團隊的工作還有其他益處。他們的研究有助於我們加深對小行星以外的事物的認識，比如地球生命的起源。

　　“所有的這些信息僅對基礎性科學有用，那些我們沒有考慮到的其他想法可能超出了人們思考的範圍內。”

　　例如，未來某一天，小行星有可能成為人類在其他星球上生存的墊腳石。根據目前正在開展的工作，到小行星上採集物料也是一種可能。

　　豪利説：“當今的科學家總是受益於在他們之前完成了的科學研究，所有的這一切將造福下一代。”

　　因此，儘管豪利會時不時地從擔心最新的小行星成為頭條新聞的朋友和家人那裏收到短信，但重要的是記住不必恐慌。走出去享受這個美好的世界吧！將恐怖的東西統統留給電影。

『天文時刻』 牧夫出品

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