小行星探測:揭示地球起源

　　美國國家航空航天局近日宣布，將發射探測器前往一顆小行星收集樣本，以探索太陽系組成和生命起源，研究如何減少地球遭天體碰撞危險。這一探測器定于2016年發射，前往一顆編號為1999RQ36的小行星，探測器定于2020年抵達小行星，預定2023年重返地球。為什么人類對小行星探測那么感興趣？這次探測計劃將對人類有哪些意義？
　　
　　探測小行星的意義
　　
　　小行星是太陽系內類似于行星環繞太陽運動的一種天體，但它的體積和質量比行星小得多，大多數小行星的直徑小于100千米。小行星數目龐大，至今已發現的小行星僅是太陽系內的一小部分，其數目已達70萬顆。絕大多數的小行星都集中在火星與木星軌道之間的小行星帶，在地球周圍也有一些小行星，曾有某些小行星與地球發生過碰撞的報道。
　　為什么地球人對小行星的探測這樣感興趣呢？主要因為通過對它的研究可以了解太陽系的過去和地球的未來命運。小行星是太陽系中的重要成員，它們保存著太陽系形成初期的原始成分和演化歷史，是研究太陽系起源的“活化石”。目前在地球上收集到的隕石絕大部分來自小行星，在一些小行星塵埃中發現的有機物可能與地球生命起源有關，通過對小行星的深空探測將能獲得地球生命起源的直接證據。科學家們正在試圖通過對小行星的深空探測解答一系列關鍵的科學問題：如早期小行星中有機物的本質和起源是什么？它們對形成生命起源所必需的分子有何影響？地球上的生命是否來自小行星或彗星？小行星中是否含有太陽星云中的原始物質？在太陽系早期行星形成時發生的物理過程是什么？
　　
　　小行星會帶來災難嗎？
　　
　　在地球歷史上，多次出現小天體撞擊地球，導致地球的氣候環境災變和生物滅絕。現在很多科學家都認為，6500萬年以前恐龍的滅絕很有可能與外星球撞擊地球有關。科學家們推測那是一顆直徑10千米的小行星，撞擊位于墨西哥尤卡坦半島的海域，其釋放的能量相當1000萬億噸TNT爆炸產生的能量，約為廣島原子彈威力的500億倍。強大的沖擊波破壞了地面上的一切物體，燃燒迅速蔓延全球，大量的煙塵、二氧化碳進入大氣層，屏蔽了太陽輻射，使地面降溫8℃～20℃，海水降溫2℃～3℃。漫長寒冷的冬季降臨，地面的冰蓋增大、海水退縮、鹽度上升，導致部分海洋生物滅絕，地面植物的光合作用受到抑制，以植物為食的動物大量餓死。根據計算表明，由此引起的寒冷氣候約維持了幾十萬年，生物遭到空前的打擊，約有60％～80％的生物種類在白堊紀末從地球上消失。新生代以來，約3400萬年前、1500萬年前、240萬年前、110萬年前，都曾發生過直徑為1～5千米的隕星撞擊。雖說其能量都明顯小于白堊紀末的那次撞擊，但都造成了不同程度的生物毀滅。
　　科學研究表明，如果直徑大約為130米的小行星碰撞地球，就相當于1.5億噸的TNT的爆炸力，或者是日本廣島原子彈爆炸威力的1萬倍。如果直徑約為300米的小行星擊中地球，將產生相當于11萬顆廣島原子彈爆炸所產生的能量，整個紐約市及其周圍區域的地方都會瞬時毀滅。如果直徑超過1千米的小行星撞擊地球，海嘯、地震、火山爆發等等的災害會隨之而來，地球陸地大氣被迫壞。因此，近地小行星的存在直接威脅到人類的生存和發展。通過對近地小行星的探測，可以了解掌握小行星的特性及運動規律；系統地研究和評估小天體撞擊地球的可能性和災害程度，可以為未來規避小行星的威脅而采取有效的防范措施提供重要的科學依據。
　　
　　 小行星：未來的資源
　　
　　此外，科學家們建議可以將小行星作為未來的地球資源來使用，如果在小行星上發現地球上罕見原料，可以到那里采集，為地球上人類造福。另外，科學家還提出將小行星作為深太空探測的中繼站和材料提供站，以后一些很笨重和昂貴的材料可能不必要再從地球上發射，而由設在小行星上的太空工廠制造和開采，直接供應航天器。
　　
　　最新的小行星探測計劃
　　
　　小行星探測可分為飛越探測、環繞著陸探測、采樣返回探測、載人登陸探測幾個階段。小行星探測首選目標是近地小行星。迄今為止人類僅進行了幾次專門針對小行星的深空探測計劃：1996年2月17日，美國NASA發射了“近地小行星交會”探測器，攜帶了相機、激光測距儀等儀器前往小行星愛神星(Eros)，于2000年2月14日飛抵愛神星，對其進行了近距離、多種手段的全面觀測，探測了愛神星的大小、形狀、質量、重力、磁場、自轉、化學成分和主要礦物的分布。2003年5月9日，日本宇宙航空研究開發機構發射的“隼鳥號”探測器飛往絲川小行星，實現人類首次從小行星采集回收巖石樣品的任務。2007年美國國家航空航天局發射了“黎明號”太空船，對小行星谷神星和灶神星進行探測。
　　最近，美國宇航局宣布：他們將于2016年向小行星1999RQ36發射一個探測器，繪制這顆小行星的表面圖，并用機器人手臂采集樣本，帶回地球。這些樣本也許可以更好地解釋太陽系形成和生命的起源，并通過對小行星的探測，了解其碰撞地球的概率。
　　被探測的小行星1999 RQ36是1999年由林肯近地小行星研究小組發現的，其平均直徑大約為560米，近似5個足球場的尺寸。這顆小行星在距太陽1.33億千米至2.03億千米的軌道上飛行，與地球軌道大約相距45萬千米。在漫長的歲月里，這顆小行星幾乎沒有什么改變，有可能儲存了我們太陽系嬰兒期的一些信息。它還富含生命有機分子的關鍵元素—碳，有機分子曾經在隕石和彗星中被發現，表明生命的組成部分可以在太空中被合成。科學家們想要知道1999RQ36上是否也含有這些元素。
　　美國宇航局科學家喬 ? 努思說：“如果該小行星表面存在有機物質，那么1999RQ36小行星可作為未來人類探索太陽系外部宇宙空間的‘加油站’。未來有一天，或許我有生之年已看不到，這種類型的小行星或許是通往太陽系之外的‘綠洲’，人類可在該小行星上駐留，獲取水資源和其他資源。”
　　【責任編輯】蒲暉