危机公关

为什么NASA计划撞击小行星?

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据国外媒体报道  ,4月29日 ,一颗体积较大的小行星与地球擦肩而过  ,如果它碰撞地球  ,将在地面上形成一个10公里直径的大陨坑  ,并在地球上空蒙上一层灰尘  。这颗小行星叫做“1998 OR2”  ,直径至少1.6公里 ,虽然它对地球不会构成任何威胁  ,但是它的近地点仅与地球保持640万公里  ,此类的小行星被美国宇航局列为“潜在危险天体” ,伴随着小行星和地球环绕太阳运行  ,未来这颗小行星将不断地接近地球  。

  1998 OR2是一颗巨大的小行星  ,但比导致恐龙灭绝的小行星小许多  ,尽管如此它仍潜在对地球构成威胁  。

  事实上  ,距离地球较近的小行星比人们预想的更多  ,每年都有几十颗体积较大的小行星在距离地球800万公里范围内碰撞地球 ,并潜在造成区域性灾难  ,平均计算  ,每年都会有一两颗大型太空岩石掠过地球上空  ,它们体积较大  ,一旦碰撞地球大陆将造成灾难性事件  。

  未来地球极有可能遭受一颗较大小行星碰撞 ,该小行星至少能摧毁一座城市 ,或者更糟糕  。如果地球人类文明遭受某颗小行星的碰撞威胁  ,那么制定一个保护地球的计划是非常明智的 。这就是为什么美国宇航局计划2021年发射一艘太空飞船 ,首次测试阻止小行星杀手碰撞地球的策略——在小行星距离地球较远的位置  ,采用太空飞船撞击小行星  ,使小行星偏离原先运行轨迹  。

  双小行星重定向测试(DART)将一艘宇宙飞船撞击两颗相互环绕小行星中较小的一颗  ,从地球上很容易测量较小的小行星轨道发生的任何变化 ,这将为该小行星是否成功偏离轨道提供一个很好的指示器  。

  拥挤的太阳系

  阻止“小行星杀手”的第一步是发现它  ,太阳系确实有成千上万颗小行星  ,我们希望将它们脱离太阳系  ,随着时间的推移  ,我们必须更加密切地观察监测它们 ,迄今为止  ,我们已发现2078颗潜在危险的小行星  。

  通常太阳系小行星飞行时速接近32000公里  ,小行星1998 OR2到达近地点时仅与地球相距640万公里  ,相当于地球和月球之间距离的16倍  。虽然当前1998 OR2的近地点距离并不令人担忧  ,但它将继续沿着自己的轨道环绕太阳运行  ,其环绕太阳一周需要3.7个地球年  ,冒险进入火星外侧的小行星带  ,并在每次环绕太阳运行时都会接近地球 。2078年 ,当小行星1998 OR2再次到达近地点  ,并且距离地球更近  ,在距离地球160万公里范围内摇摆不定  ,几百年之后 ,天文学家将无法精确计算出1998 OR2的具体位置 。

  约翰逊指出  ,美国宇航局将直径140米以上、进入地球800万公里范围内的天体归类为潜在危险的小行星  ,800万公里范围取决于地球轨道随时间变化的程度  ,当然该范围存在一定冗余度 ,从而确保我们能够捕捉到未来可能碰撞地球的任何天体  。预计再过7年  ,另一颗名为“1990 MU”的大型小行星将到达近地点  ,距离地球大约480万公里  。

  我们不希望地球遭受大型小行星碰撞  ,我们最重要的任务是找到它们  ,并对它们的所有信息进行更全面的整理分析  ,基于这些数据  ,我们就不会对某些小行星轨道运行感到吃惊  。

  1998年 ,美国国会要求美国宇航局探测确定90%以上直径1公里或者体积更大的潜在危险小行星的特征  ,7年之后  ,美国国会再次要求美国宇航局探测确定90%以上直径800米的小行星 。

  体积较大的小行星  ,例如:1998 OR2和1990 MU  ,如果碰撞地球可能会摧毁地球生命  ,据估计 ,直径1千米以上的小行星碰撞地球  ,会导致整个大陆毁灭  ,产生的大气尘埃会造成全球性降温  ,可能导致几年内全球农作物歉收  。

  目前  ,科学家观测发现大约900颗直径超过1千米的近地大型小行星  ,占近地小行星总数的95%  ,在未来几个世纪里  ,基本不会出现小行星碰撞地球  。但是一份报告指出 ,体积较小的小行星仍有可能摧毁地球城市 ,其总数可能达到2.5万颗 ,但我们仅探测到其中的30% 。

  这些体积较小的小行星一旦碰撞地球  ,将带来区域性灾难  ,我们仍将面临大量棘手问题  ,在黑暗的太空中寻找这些灰色或者黑色的小型太空岩石难度很大  。

  即使是直径小于150米的小行星也是非常危险的  ,有些陨星在空中爆炸的威力相当于核弹  ,例如:2013年在俄罗斯车里雅斯宾斯克上空爆炸的陨星  ,一颗22米直径的火球从天而降  ,碰撞时产生了强烈的冲击波 ,震碎了住宅房屋玻璃  ,造成大约1500人受伤  ,没有人事先预测到该事件 。

  使用双小行星重定向测试(DART)策略碰撞小行星

 

 

  美国亚利桑那大学艾米__美因茨(Amy Mainzer)是小行星探测和防御领域的资深科学家之一 ,她说:“1998 OR2是一颗巨大的小行星  ,但比导致恐龙灭绝的小行星小许多  ,尽管如此它仍潜在对地球构成威胁 。”

  要阻止小行星与地球发生碰撞  ,最重要的是要有预警时间 ,地球人类需要几年甚至几十年进行准备工作  ,这样就可以将最大的小行星推离轨道  。

  美国宇航局双小行星重定向测试(DART)任务计划于2021年7月发射  ,其核心任务是测试一种偏离策略  ,将一艘重达半吨的航天器撞击一颗正在接近地球的小行星  ,最终使小行星偏离原有轨道 。2022年10月  ,在距离地球1040万公里的太空区域  ,一艘冰箱大小的宇宙飞船将接近一颗名为“迪蒂莫斯(Didymos)”的小行星  ,它的直径大约800米 ,它有一颗直径150米的卫星小行星  。

  小行星“迪蒂莫斯”成为“双小行星重定向测试”的试验目标 ,该体积大小的小行星一旦碰撞地球 ,将摧毁一座城市  。陆基望远镜能够探测到它围绕体积较大小行星轨道运行时间的变化  ,从而测量碰撞产生的影响 。

  在DART飞船以时速2.5万公里碰撞迪蒂莫斯卫星之前 ,飞船将释放一个鞋盒大小的相机  ,该相机能观察记录飞船撞向迪蒂莫斯卫星  ,并且拍摄卫星碎片  ,甚至可能拍到碰撞时形成的陨坑 。预计此次碰撞可能会使该卫星的轨道周期从12小时缩短7分钟  ,如果该变化能够持续70秒以上 ,那么此次任务就是成功的  。

  通过改变卫星轨道 ,我们并未改变迪蒂莫斯的轨道 ,这是一颗潜在危险的小行星  ,所以我们并不希望改变它的运行轨道  ,某些操作很可能将它推向错误的轨道方向  。

  由欧洲航天局建造的另一艘飞船“赫拉”将于2026年抵达小行星迪蒂莫斯  ,该飞船将对撞击后的结果进行详细测量 ,并测试自主导航技术  。

  虽然“动能碰撞器”策略很容易理解  ,但是许多变量控制着撞击能否成功地使小行星转向 ,目标天体的成份、硬度、结构、撞击喷射多少物质以及飞船撞击角度都是至关重要的因素 。

  “动能撞击器”可能成功地改变类似迪蒂莫斯的小型小行星的轨道方向  ,但是如何改变小行星1998 OR2呢  ?如果有这样大体积的小行星与地球发生碰撞 ,我们需要启动一项规格更大的防御策略  ,例如在小行星附近引爆一枚核弹  ,使其表面部分蒸发  ,并将其推离轨道  。如果小行星表面发生核爆炸  ,可能会出现霰弹枪射击效果  ,大量的小行星碎片仍会飞向地球  。

  目前 ,科学家正在研制一项太空望远镜计划  ,致力于寻找危险小行星  。他说:“最佳偏转策略既取决于来袭天体  ,也取决于撞击前我们拥有多少时间  ,我们必须进行大量的推算和演练  。”

原创作者/公号:新浪科技