中国近地小行星防御计划公布

　　小行星撞击地球，被联合国列为威胁人类生存的二十大灾难之首。

　　备受瞩目的中国近地小行星防御计划首度公开，开始实践国家航天局发布的八大行动声明之一：“防御近地小行星，为保护地球家园贡献中国力量。”

　　25日，在中国航天大会的首届深空探测（天都）国际会议上，中国深空探测实验室系统研究院院长陈琦透露，2030年将对小行星进行动能撞击，并面向全球公开征集首次任务总体方案及相关规划。

　　来自宇宙深处的不速之客，始终如达摩克利斯之剑高悬于地球生命头顶。现代人类的“技术爆炸”，给了我们“逆天改命”的底气。

　　如果6600万年前那颗造成第五次物种大灭绝的小行星再次袭来，人类能否躲过恐龙同样的命运？潮新闻记者邀请中国空间科学学会空间科学传播专家工作室副主任周炳红等专家为你解析。

　　杀死地球上99.9999%的生物，是怎样的绝世天劫？

　　1998年，两部好莱坞科幻电影《天地大冲撞》和《绝世天劫》不约而同地聚焦小行星撞地球的末日危机，生动体现了人类抵御来袭彗星之艰难，凭借“主角光环”才完成“不可能的任务”，人类文明侥幸得以延续。

　　在地球自然历史中，共有五次物种大灭绝，小行星是其中两次的“肇事者”，其中第二次（泥盆纪末大灭绝）是多次小行星撞击与火山喷发共同作用。

　　世人最熟悉的，莫过于离我们最近的白垩纪末大灭绝——宽达11公里的希克苏鲁伯小行星撞上墨西哥尤卡坦半岛，释放能量相当于100万亿吨TNT炸药，约等于当今全球核武总当量的100万倍，超过总数99.9999%的生物死亡，约76%的物种灭绝，体重超过25公斤的动物无一幸免，包括所有非鸟类恐龙。

　　据科学家估算，希克苏鲁伯级别的小行星，地球平均一亿年才会挨上一颗。但是，更常见的几十米宽的小行星，也不是吃素的。

　　1908年6月30日，一颗直径65米左右的石质小行星在沙皇俄国通古斯河上空爆炸，摧毁了2150平方公里的针叶林，推倒了约8000万棵树。其威力约为2000万吨TNT，而美国试爆过最大当量的氢弹“喝彩城堡”也不过1500万吨。

　　距离我们最近的是在2013年2月15日俄罗斯车里雅宾斯克，一颗直径20米的小行星在30000米高空爆炸，释放了40-50万吨TNT能量，威力等于一颗洲际导弹的分导核弹头，造成1400多人受伤。

　　希克苏鲁伯小行星发现者之一大卫·克林被小行星的恐怖威力所震撼，积极呼吁建立一个识别和消除威胁性小行星的系统。他认为，即使是一块300米大小的岩石也会终结全世界的农业。

　　什么是近地小行星？多少颗小行星会威胁地球？

　　天文学家把直径超过1米的天体称为小行星，小于1米的归为流星体。流星体通常会在大气层烧毁。

　　据NASA官网介绍，“近地天体”指可在距地球轨道5000万公里范围内经过的小行星或彗星，而对地球构成潜在威胁的天体，为运行轨道距地球轨道750万公里以内且直径大于140米的。绝大多数小行星尺寸只有几米，每个月都会撞击地球，形成耀眼的“火流星”。

　　仅在太阳系，就有超过2.5万颗小行星对地球构成潜在威胁。

　　2002年，美国近地小行星碰撞预警监测系统“哨兵”计划开始运行，到2022年的20年间发现了28000颗近地小行星，1365颗被列入有风险，其中只有20颗超过140米直径。与2013年车里雅宾斯克流星大小相当（20米直径）的有1000颗。

　　周炳红告诉潮新闻记者，小行星的体积质量越大，影响小行星轨道的难度也会越高。“如果想改变直径1公里以上小行星的轨道，人类最好提前数十年着手准备，并且需要考虑多个方案，才能确保地球安全。”

　　NASA称，虽然未发现在未来100年内有任何直径大于140米小行星撞击地球的实质风险，但迄今这类小行星中只有约40%已被探测发现。　　据陈琦介绍，针对我国首次近地小行星防御演示验证任务，已通过比较直径、半长轴、轨道倾角等参数，初选出了一些备选目标。初选出的2015XF261、2019OV3、2020BD11等十颗小行星中直径最大的为89米，最小的为24.3米。

　　在24日的中国航天大会上，天问三号任务总设计师刘继忠在发言中透露，我国首次小行星防御任务的目标是50米级小行星，并对动能撞击效果在轨直接评估。

　　在25日的大会上，中国深空探测实验室面向全球发布了近地小行星防御空间处置方案的征集令，征集的内容包括首次任务的名称和标识，针对2030年前首次任务的总体方案，以及展望2030年至2045年，设计3-5次近地小行星防御任务，形成规划设计方案。

　　如何发现危险的小行星？

　　“要防御小行星撞击，最关键的是预警、探测、发现并跟踪它，越早越好、越精确越好。”周炳红告诉潮新闻记者。

　　看到并盯住小行星，我国已经有了一项“神器”，这便是“中国复眼”——目前世界上计划构建的探测距离最远的雷达。

　　位于重庆市两江新区的“中国复眼”项目，学名超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施，其一期于2022年末正式开机。

　　据龙腾介绍，“中国复眼”由多个小天线构成的一个大雷达，就像昆虫的复眼，它能自己发射电磁波探测小行星，并接收自己所发电磁波的回波；而大众熟悉的“中国天眼”是个500米口径的射电天文望远镜，不发射电磁波，而是接收星体发射出来的信号。

　　“小行星本身不发射电磁波，射电天文望远镜看不到。人类要看到小行星，必须主动发射电磁波。”龙腾说。“好比我们在伸手不见五指的黑夜，用手电筒打出一束光，来照亮目标，使它被我们看到。”向寅打了个比方。

　　北京理工大学重庆创新中心副研究员向寅说：“‘中国复眼’的每个小雷达都可灵活转动，实现±75°的巡天角度，实现类比于相机广角镜的效果。”

　　“中国复眼”项目将分三期进行。向寅介绍，一期项目主要进行关键技术验证，目前已获得月球正表面局部三维雷达图像，初步验证了对深空目标三维雷达成像的可行性。

　　“中国复眼”二期计划建设25部30米口径的高分辨率分布式雷达，将能探测距地球750万公里内潜在威胁小行星，约为目前金石雷达系统探测距离的两倍。

　　更厉害的是三期工程的探测距离——1.5亿公里，正好一个天文单位，相当于地球和太阳之间的距离！

　　向寅还透露，三期工程将有上百部雷达，可看到上千万公里外足球大小陨石的运行轨迹。有了这双“火眼金睛”，对地球有威胁的小行星将无处遁形。

　　如何消弭小行星的威胁？

　　发现了冲着地球飞来的小行星怎么办？自然是让它撞不上地球，手段有很多种。

　　“对付小行星的手段，主要可以分成三大类。”周炳红告诉潮新闻记者：第一类是动能撞击，第二类是核爆，第三类就是其他的，比如引力牵引、附着推离、激光烧蚀、太阳光压等。

　　“其中动能撞击应该说是技术成熟度最高的，人类也做过一些实验，验证它是可行的。”周炳红说，动能撞击的优点是它能比较快地偏转小行星，但偏转力量较小，需要在小行星离我们很远处就要撞了，一般需要提前十年甚至更长时间，偏转的效果才足够避开地球。

　　值得注意的是，有的小行星是完整的固体，有的是松散聚集的碎石块。用航天器去撞前者可以改变轨道，去撞后者就像把石头扔到豆腐里，一时把小行星打散了，但过一阵可能受引力作用又贴在了一起。

　　周炳红认为，核爆应该是其中效果最好的，需要的时间也比较短，一般只需要几年的预警时间就可以偏转一个较大的小行星。“问题在于，核爆技术由于它的危险性，现在还没有进行试验，技术成熟度不高，需要一步步来。”

　　也有专家认为，核爆可能把小行星炸成很多碎块，会继续飞向地球，或危害太空中的航天器。这些利弊需要仔细权衡。

　　“而其他方法如引力拖曳、太阳光压等，技术成熟度也不高，同时其牵引力其实是很小的，需要作用非常长的时间，一般要持续作用几十年才能偏转的，这就要求距离非常远就进行预警。

　　李明涛、周炳红等专家曾提出了一个新概念，叫做“以石击石，借力打力”。“可以用长征五号发射一个航天器，在地球附近抓一颗几百吨至几千吨的石头，把它偏转一下，让它去撞目标小行星，这样的效能比用航天器直接撞击要好10倍以上。我们用一枚火箭就行，直接撞要用十几枚。”周炳红说，目前这还只是一个设想，希望以后能开展实验，在太空中进行验证。

　　据陈琦介绍，我国计划2030年实现一次对小行星的动能撞击，2030-2035年间实现推离偏转，到2045年前初步具备小行星轨道控制能力。

　　如果灭绝恐龙的小行星来袭，我们怎么办？

　　如果6600万年前那颗毁天灭地的希克苏鲁伯小行星再次来袭，人类如何自救？周炳红认为，我们需要满足很多条件，才能避免和恐龙一样的命运。

　　“首先，要提前很长时间进行预警，提前几十年就要知道哪颗小行星会来撞击我们。然后发射一颗当量非常大、几千万吨甚至几亿吨当量的核弹，到达那颗小行星，把核弹埋进小行星内部引爆，把小行星炸碎。”

　　另外一种方法是，将这个核能装置发射到小行星表面，离它有一定的距离比如几百米，然后引爆它。“核爆产生高速X射线和中子射线等，气化小行星表面，气化后有一层物质会对小行星进行反推偏转。”周炳红认为，这样也能在几年内把小行星偏转出安全距离。

　　“所以为了争取最大的生存概率，第一是要尽早发现有威胁的大尺寸小行星，第二是要提前很长时间的精确计算撞击的轨道，然后准备好专用的核能装置。这些相关的技术都要提前准备，提前验证，提前把生产出来准备好，随时应对天外来客。”周炳红认为，做到了这些，我们能够避免步恐龙的后尘。