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科普:人类能防止小行星撞地球吗?

来源:新华网2021-11-25 09:28

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  新华社华盛顿11月24日电 有小行星要撞向地球?这样的消息一旦出现,多多少少总会让生活在地球上的人们略感恐慌。事实上,虽然每年有大量小行星撞向地球,但绝大部分都在地球大气层中分解。不过,小行星撞地球的风险理论上确实存在。

  据美国行星学会介绍,目前关于防止小行星撞击地球的技术存在多种思路,极端方式是核爆,比较温和的方式是让一个重型航天器擦过小行星,从而使小行星偏离原来轨道。介于二者之间的是动能撞击器技术,重点是以一个或多个航天器高速撞击小行星,以改变其轨道。

  美国航天局于美国东部时间24日发射一个任务名为“双小行星重定向测试(DART)”的航天器,引导它撞击一个小型天体,以评估防御小行星撞地球技术。这是美国航天局第一项验证动能撞击器技术的任务,即通过撞击小行星改变其轨道,保卫地球不被小行星撞击。

  这项任务由美国航天局交由约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室负责,将首次测试这种驱离小行星的策略是否切合实际:测试航天器能否自主航行到目标小行星附近并刻意撞上去,同时观测小行星偏离原轨道的程度。简单来说,这是一次“有去无回”的任务,用以证明利用撞击策略预防小行星撞地球的可行性。

  DART任务航天器相对较小,主体约1米见方,两侧各有一个完全展开后长约8.5米的太阳能板,发射时重约610千克。DART任务航天器搭载了约50千克重、用于航天器制动和姿态控制的肼类推进剂,以及约60千克用于操作离子推进技术验证机的氙。

  据美国航天局介绍,目标小行星系统由一颗直径约780米的小行星和一颗直径约160米的小行星组成,后者环绕前者飞行,也是前者的小卫星。在整体围绕太阳公转的同时,这两颗小行星偶尔会运行到离地球较近的位置。其中,小卫星就是这次试验要撞击的对象。

  按计划,DART任务航天器与火箭分离后,将飞行近一年,定于2022年秋季,即小行星系统距离地球最近(约1100万千米)的时候,借助高分辨率摄像机和自动导航系统,以每秒约6.6千米的速度撞击小卫星。美国航天局表示,这颗小卫星目前并无撞地球的威胁,且DART任务航天器与之撞击后也不会对地球构成新的威胁,因此是理想的小行星防御测试目标。

  美国航天局表示,这次碰撞“将使小卫星绕小行星轨道运行速度改变1%”,进而使小卫星轨道周期缩短几分钟,略微拉近两颗小型天体之间的距离。地面望远镜将在撞击前后展开观测,对轨道变化进行详细测定。

  撞击约两年后,欧洲航天局将发射“赫拉”任务航天器,深入研究这次撞击对小行星系统的影响,并采集各种详细数据,比如小行星系统的精确质量、成分和内部结构,以及DART任务航天器留下撞击坑的大小和形状。这些详细数据对于如何把小行星驱离试验转变为可扩展、可重复的技术而言非常重要。

  作为美国航天局的行星防御战略任务之一,DART任务将首次有机会采集到真实的小行星撞击数据,未来可将这些数据输入到计算机模型中,测算出抵御一颗对地球有撞击风险的小行星需用多大体积的航天器以及采用何种速度等。

  不过,在真正的行星防御场景中,还有更多因素需要考虑,如一些国家可能受到小行星撞击,另外一些国家有能力采取行动阻止撞击,这就需要加强国际合作;此外,对小行星的质量预估有误,或小行星轨道发生偏转,都可能影响最终防御效果。因此,假如危险真的来临,防御小行星撞地球,仍需根据不同类型目标,制定不同方案。

[ 责编:赵清建 ]
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