如果小行星撞擊地球，我們有哪些應對方法？ | 科技袁人_風聞

導言：

“生年不滿百，常懷千歲憂”。人類如果要在宇宙中生存下去，就需要有人考慮到這些威脅，預先為我們張開神盾防禦。

■ 視頻鏈接：

https://www.ixigua.com/7098658153742795294

本視頻發佈於2022年5月27日，觀看量已達3w

■ 精彩呈現：

許多人都知道，恐龍是由於6500萬年前的一次小行星撞擊滅絕的。那麼，你知道近期內對地球風險最大的小行星是什麼嗎？最近，我看到中國探月工程總設計師、我的科大前輩校友吳偉仁院士的文章《近地小行星撞擊風險應對戰略研究丨中國工程院院刊》，對小行星防禦這個聽起來很像地球神盾局的工作增加了很多瞭解。

地球上發生過22次不同程度的生物滅絕事件，至少10次是由近地小行星撞擊地球所致。近地小行星的質量可以通過等效直徑來估算，相應危害程度分為5類：

① 千米級，可引發全球性災難，如6500萬年前導致恐龍滅絕的K-T事件，發生概率為一億年一次；

② 140米級，可引發洲際性災難，如2019年OK小行星事件，發生概率為1000 年一次；

③ 50米級，可引發大型城市級災難， 如1908年俄羅斯通古斯事件，發生概率為100年一次；

④ 10米級，可引發小城鎮級災難，如2013年俄羅斯車里雅賓斯克事件，發生概率為30至50年一次；

⑤米級，大多產生空爆並出現火流星現象，如2021年河南省駐馬店市火流星事件，該類事件頻繁發生。對撞擊事件的統計表明，撞擊落點在地球表面是均勻分佈的。

數據分析顯示，100年內威脅最大的是直徑約370米的編號99942小行星，名叫“阿波菲斯”（Apophis）。預測它會在2029年4月14日在距離地表3.1萬公里處飛越地球，這個高度比地球同步軌道還低。它會在2068 年再次接近地球，撞擊概率約為百萬分之七。10年內威脅最大的是直徑約18米的編號2016NL39小行星，預計在2030年6月30日距離地球12萬公里處飛越地球，這個距離大約是地月距離的1/3。

你也許鬆了一口氣，但需要指出，超過98%的近地小行星尚未被人類發現編目。直徑140米以上的有70%未被發現，直徑50至140米的有97%未被發現，直徑10至50米的有99%未被發現。這些未被發現的近地小行星會受到其他大型天體引力的影響而造成飛行軌道變化，撞擊威脅難以準確預測，因而實際風險比已知的要嚴重得多。

從歷史情況看，直徑1公里以上的撞擊事件發生概率較低，而且目前我們也沒有辦法應對，真要撞來了只能聽天由命，説得專業點就是“難以有效實施在軌處置防禦”。直徑10米以下的撞擊事件雖然頻發，但實際危害較小。因此我們關注和防範的重點應該是10至1000米的近地小行星， 而直徑30至50米的則是重中之重。

那麼我們如何應對小行星威脅呢？包括四個部分：監測預警、撞擊風險評估、在軌處置、災害救援。

監測預警分為地基監測和天基監測，從技術原理角度又可分為光學觀測、紅外譜段觀測、雷達探測，從應用場景看又分為日常編目、威脅預警和短臨預報。

各個國家在近地小行星國際編目中的貢獻率差別巨大。美國一家就超過98%，例如專用的光學望遠鏡就有11台，還在建設天基紅外望遠鏡（口徑0.5米）、地基大視場巡天望遠鏡（口徑8.4米）， 將形成監測1天文單位遠處直徑30米小行星的能力。歐洲的國際編目貢獻率為0.88%，現有14台兼用的望遠鏡。俄羅斯有9台專用望遠鏡，但面向國際共享的監測數據較少，因此國際編目貢獻率只有0.08%。中國只有一台專用望遠鏡，是中國科學院紫金山天文台位於盱眙的1米口徑望遠鏡，可監測直徑300米以上的近地小行星，至2021年共發現33顆，國際編目貢獻率為0.13%。我國另有32台口徑1米以上的望遠鏡也可兼顧近地小行星監測。

在撞擊災害評估方面，由於小行星撞擊地表的速度高達20公里每秒，撞擊地表產生固–液–氣–等離子體多相混合態而成為物理–力學–化學強耦合過程，人類缺乏相應的高温氣體模型和地面實驗技術，所以數十年來研究進展緩慢，理論建模還很不成熟。

最後來談談在軌處置，這可能是大家最喜聞樂見、腦洞大開的領域。許多人都能想到，用核爆炸來改變小行星的軌道。不過這樣的實驗還從未做過，已經做過的是動能撞擊的實驗。

2005年，美國成功實施“深度撞擊”任務，370公斤的銅製撞擊器在飛行4.3億公里後以10公里每秒的相對速度撞擊坦普爾1號彗星彗核，驗證了動能撞擊防禦小行星的技術可行性。

2021年11月24日，NASA發射了DART任務，這個詞是“飛鏢”的意思，同時也是“雙小行星重定向測試”的縮寫。計劃在2022年9 月，用550公斤的撞擊器以6.6公里每秒的相對速度撞擊距離地球1100萬公里的雙小行星系統（編號65803）中較小的B 星（直徑160米），預估撞擊後B星出現0.4毫米每秒的速度變化，繞轉週期縮短10分鐘。沒錯，0.4毫米每秒，人類的能力在宇宙中目前就是這麼渺小。但即使是這麼小的效應，也是有希望測量到的。用地面光學設備和撞擊前10 天釋放的伴飛小衞星開展聯合觀測，可以對抵近探測、動能撞擊、效能評估等關鍵技術進行演示驗證。歐空局ESA計劃在2024年發射伴飛小衞星，2026年繞飛這顆撞擊後的小行星，以更精確地評估動能撞擊效果並修正動能撞擊偏轉模型。

對小行星的在軌處置除了瞬間撞擊之外，還有激光燒蝕、拖曳、引力牽引等長期作用方式，但都尚處於概念探索階段。一個有趣的進展是，我的朋友、中國科學院國家空間科學中心研究員李明濤、周炳紅等人提出了“以石擊石”（“以石擊石”防小行星撞擊，科學家們為地球操碎了心 | 科技袁人Lite）、“末級擊石”等加強型動能撞擊防禦方案， 為防禦大尺寸潛在威脅小行星提供了核爆之外的新選項。這是少有的來自中國科學家的原創設想，引起了很多國際媒體的關注。

“生年不滿百，常懷千歲憂”。人類如果要在宇宙中生存下去，就需要有人考慮到這些威脅，預先為我們張開神盾防禦。