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日前，中国科学家宣布，我国正规划撞击一颗小行星，这个消息一出立即冲上热搜。实际上，世界各国很早就有类似计划，2022年已经有了成功案例。据央视新闻报道，中国科学家在2023年就已经发出了近地小行星防御空间处置方案的征集令，并选出了十颗备选小行星。多国科学家为什么都在考虑撞击小行星？小行星对地球的威胁究竟有多大？中国科学家选定的是一颗什么样的小行星？我们一起来看看。
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中国撞击小行星动画演示。 央视新闻截图
\n1365颗近地小行星有撞击风险
\n在9月5日召开的第三届深空探测天都国际会议上，中国探月工程总设计师吴伟仁介绍，我国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务，验证小行星防御方案可行性。
\n吴伟仁介绍，太阳系中有数十亿颗小行星，它们富含铁、镍、铂族金属以及水冰等资源，具有重要的经济价值，是太阳系形成与演化的“活化石”。浩瀚的太阳系中，围绕太阳公转的不仅有八大行星，还有千千万万个头不等、形状各异、运行轨道不同的小行星。它们通常在太阳系中稳定运行，而有些小行星运行轨迹接近地球，被称为近地小行星。作为太阳系中最具潜在威胁的天体之一，近地小行星存在撞击地球的可能性，虽然概率极小，但破坏力巨大。因此，近地小行星撞击地球，被联合国列为威胁人类生存的二十大灾难之首。
\n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（美国国家航空航天局）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米的小行星。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”。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。
\n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接受采访时表示，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。”
\n三次震惊世人的小行星撞击事件
\n科学家判断，如果那颗名为“希克苏鲁伯”（Chicxulub）的小行星没有在约6600万年前的某一天撞击地球，或许直到今天恐龙仍然是地球的主宰。正是这颗直径约12公里的小行星撞击了墨西哥湾地区，造成全球气候发生剧烈变化，从而导致了恐龙灭绝。
\n在地球自然历史中瑶鸿配资，共有五次物种大灭绝，小行星是其中两次的“肇事者”。世人最熟悉的，莫过于这次“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。对地球来说，这样来自太空的剧烈撞击，很可能不会是最后一次。
\n1908年6月30日，一颗直径65米左右的石质小行星在沙俄远东通古斯河上空爆炸，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。
\n最近一次撞击事件发生在2013年。一颗直径约18米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地区约30公里高空爆炸，等效当量约30颗广岛原子弹，导致近1500人受伤。如果发生在人口稠密地区，后果会更加严重。
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2013年小行星划过车里雅宾斯克上空。图源：北京科技报
\n如果以一个人生命的长度来看，一个人在地球上遭到小行星毁灭性撞击的概率是极低的。地球致密的大气层也起到一定的保护作用。一般来说，直径在10米内的小行星在进入地球大气层时，都很可能因为剧烈发热而发生爆炸，并不会对地面造成太大破坏。但如果以数千万年、乃至亿年的时间长度来看，地球遭受小行星毁灭性撞击的可能性则一直存在。
\n人类首次主动防御小行星实验获成功
\n面对近地小行星的潜在威胁，一般而言，天文专家可以通过大口径、大视场的望远镜来观察它，在它靠近地球大概前几天或前几周发现它，作好预警和应对。
\n如果小行星真要撞击地球该怎么办？科学家设计了多种办法：第一招是使用核武器将小行星炸成碎块，但碎块可能还会飞向地球；第二招是用飞行器拖走，不过这对大尺寸小行星无能为力；第三招是利用激光烧蚀小行星，这一技术尚待发展；第四招是利用万有引力，缓慢牵引改变小行星轨道，不过需要较长预警时间；第五招是目前技术最成熟可行的手段——动能撞击，即利用飞行器撞击小行星，不用直接摧毁小行星（目前也远没有这个能力），仅需施加外力将它稍微推离威胁地球的轨道，即可让万有引力带着它错过与地球的撞击。
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卫星捕捉到美国航天器撞击瞬间的画面。图源：央视新闻
\n2022年，美国国家航空航天局（NASA）成功实施了“双小行星重定向测试”任务，通过把速度极快的航天器撞击小行星，成功偏转了小行星轨道。当年9月27日瑶鸿配资，在太空中长途奔袭了308天的NASA航天器“飞镖”（DART，双小行星改道测试航天器）顺利撞上一颗小行星。
\n当时，科学家们为此次实验选择的目标是一个对于地球并无威胁的双星系统。这样选是因为，实验对象无论怎么受到撞击，在未来几百年都不可能撞击地球，防止人类弄巧成拙，把一颗本来无害的小行星导向地球。
\n这是人类首次进行主动防御小行星的实验，此次撞击实验取得了成功。美国《行星科学杂志》今年8月21日发布的一项新研究显示，美国航天局2022年实施的航天器撞击近地小行星试验，导致小行星表面喷射出了约1.6万吨尘埃与岩石，其对小行星产生的推力远超航天器本身的撞击力，从而改变了这颗近地小行星的运行轨道。
\n当时上海天文台利用分布全球的光学望远镜接力观测，拍摄到了此次撞击前后的近百幅观测图像，并通过计算发现，此次撞击产生的飞溅物被太阳照亮，导致小行星亮度增加约10倍。
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左上为观测时刻，圆形亮斑为观测到的双星系统，可以看出撞击后亮度发生明显增强。图片来源：上海天文台
\n中国已初选出十颗备选小行星
\n2023年4月，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。
\n中国深空探测实验室系统研究院院长陈琦透露，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。
\n在当年的中国航天大会上，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。
\n2024年，中国国家航天局发布了中国首次近地小行星防御任务方案与国际合作设想，计划实施首个近地小行星防御任务。按照设想，科学家将在距离地球1000万公里左右的地方，对迎面来的小天体发射动能撞击器，以动能改变小天体的轨道。计划能够改变3到5厘米的轨道，让小行星至少几十年到100年之内不能够再撞击地球。近日，中国探月工程总设计师吴伟仁接受采访时也表示：“我们发射这个动能撞击器，在1000万公里左右的地方交会，争取能够产生极大的动能，改变这个小天体的轨道。撞击过后要让它至少100年之内不能再撞击地球。”
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吴伟仁介绍中国小行星防御任务的情况。 视频截图
\n一场精密的“太空台球”：母船发射撞击器
\n据悉，中国的小行星撞击计划正式名称为小行星防御任务。其核心任务之一，是在不久的将来，通过发射一个组合航天器，对一颗近地小行星进行动能撞击，并随后对撞击效果进行近距离观测和评估。
\n吴伟仁介绍，这项任务拟采用“伴飞+撞击+伴飞”的任务模式，发射观测器和撞击器。观测器先期抵达对目标小行星进行抵近观测，获取其详细特性参数，然后撞击器对小行星实施高速撞击。撞击全过程将通过天地联合方式，采用近距离高速成像等技术，开展小行星轨道、形貌和溅射物变化观测，准确评估撞击效果。
\n“简单来说，就是主动撞一下，然后看看撞得怎么样。”中国科学院上海天文台光学天文技术研究室研究员唐正宏说，这个过程可以类比为一场精密的“太空台球”：先发射一个航天器（母船），它携带一个撞击器。在接近目标小行星时，撞击器与母船分离，并以极高的速度（约每秒6.5公里）撞向小行星。然后母船会迅速变轨，从安全距离飞越撞击现场，利用其携带的相机、雷达等设备，详细记录撞击瞬间产生的碎片、尘埃，最关键的任务是——测量小行星轨道被改变了多少。
\n有人担心，撞击小行星的碎片是否会掉落到地球？“不会的。小行星的碎片距离地球有千万公里远，且主要受太阳的万有引力影响，所以落到地球上的概率极低。”唐正宏说。
\n2022年9月27日，美国航空航天局（NASA）利用轨道航天器（DART），对一颗近地小行星实施动能撞击，这是人类历史上首次尝试通过动能撞击改变小行星的运行轨道。我国将实施的小行星动能撞击验证，与美国方案有何不同？
\n“中国的任务可以看作是一次补充和升级。”唐正宏说，NASA的目标是一个双小行星系统，通过测量其轨道周期变化来评估撞击效果。而中国的目标是一颗单独的近地小行星，将直接测量其绕太阳公转轨道的变化，技术挑战不同。
\n另外，DART撞击过程中的各种表现依赖地面望远镜和与其伴飞的一颗小型立方星进行观测。中国则是由主航天器自身携带的功能强大的多个载荷进行近距离、长时间的精细观测，有望获得更详尽的撞击过程数据。
\n上游新闻据解放日报、潮新闻、人民日报、央视新闻、中国航天报、光明日报等综合瑶鸿配资
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