俄羅斯隕石事件挑戰(zhàn)天文學(xué)家

喬若靜/編譯

2月15日，在巴塞羅那薩瓦德爾附近，天文協(xié)會成員在為經(jīng)過地球的小行星2012 DA14作觀察前的準(zhǔn)備

●天文學(xué)家已對95%直徑大于半英里的空間物體進行了調(diào)查編目，即那些足以有可能摧毀地球文明的小行星和流星體。然而，對于直徑100英尺或更大一些的空間物體，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的不到1%，其中包括2月15日與地球近距離掠過的小行星。

隕石撞擊地球平均百年一次

行星防御專家呼吁：盡快將紅外線波長望遠(yuǎn)鏡用于太空監(jiān)測，紅外線望遠(yuǎn)鏡可敏感感知小行星從太陽獲得的熱量，這類望遠(yuǎn)鏡不僅可以發(fā)現(xiàn)一些難以探測到的小行星，還可以更好地預(yù)估某顆小行星的大小。

意外出現(xiàn)在俄羅斯烏拉爾山脈上空的一次隕石事件突顯了天文學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)，地球面臨著軌道接近地球太空物體的威脅，其中一些甚至直接從地球軌道穿過?？茖W(xué)家正在研究應(yīng)對這類太空威脅的辦法。

在過去15年里，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)和確定了直徑在半英里以上這類近地太空物體的95%，這類太空飛石如果擊中地球，將給地球文明帶來毀滅性的破壞。但直徑100英尺或更大一些的小行星只發(fā)現(xiàn)了不到1%，這類太空物體也包括了2月15日在離地球不到17 200英里處經(jīng)過地球的2012DA14小行星。這顆飛掠地球的小行星創(chuàng)下了如此大小的太空物體離地球最近的紀(jì)錄。直徑達(dá)150英尺的2012 DA14，其大小相當(dāng)于1908年撞擊西伯利亞通古斯的隕石，通古斯大爆炸產(chǎn)生的沖擊波將820平方英里的森林夷為了平地。

2月15日在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克地區(qū)上空爆炸的小行星則要小得多，估計直徑約為50英尺（約15米），重約7 000噸，落地前在高空中爆炸分解成碎片，產(chǎn)生的沖擊波震碎了該地區(qū)三個主要城市的大量窗戶玻璃，毀壞了一家鋅廠，并造成950以上人輕傷。該太空物體進入大氣層時沒有被發(fā)現(xiàn)。

據(jù)天文學(xué)家估計，類似于俄羅斯車?yán)镅刨e斯克的隕石事件規(guī)模，即小行星撞擊地球事件平均每100年發(fā)生一次。然而，一些更小的太空物體往往在很少或沒有預(yù)警的情況下，以驚人的巨響和壯觀的爆炸突如其來地降臨地球，雖然這類小行星事件很少或沒有給地球造成很大損失，但它們的頻繁造訪給地球帶來了很大的潛在威脅。

“歷史上這類撞擊事情往往發(fā)生在沒有人煙的地方，或沒有人知道這類事件的發(fā)生。”研究包括小行星材料在內(nèi)的約翰-霍普金斯大學(xué)機械工程學(xué)教授卡萊特·拉梅什（Kalait Ramesh）博士說道?！半S著地球人口的增加，空間物體與地球相撞事件將帶來更大的影響。如果這類事件發(fā)生在政治不穩(wěn)定或處于戰(zhàn)爭狀態(tài)的兩個國家之間，后果堪憂。”如2月15日發(fā)生在車?yán)镅刨e斯克的隕石爆炸事件就很可能會被誤認(rèn)為是來自敵方的攻擊。

建立快速預(yù)警系統(tǒng)迫在眉睫

俄羅斯隕石事件引起了國際社會的高度重視，聯(lián)合國和平利用外層空間委員會的一個小組委員會近日在維也納舉行會議，討論與太空技術(shù)相關(guān)的幾個問題，其中就包括如何應(yīng)對彗星和小行星帶來的危險。美國眾議院科學(xué)空間技術(shù)委員會也正在擬定更好地協(xié)調(diào)近地天體搜索工作的計劃，制定對地球有威脅太空物體的預(yù)警和快速反應(yīng)合作計劃。

2008年發(fā)生的一次太空物體進入地球事件，突顯了這類合作的緊迫性。當(dāng)時一個直徑5至7英尺、重約80噸的太空物體2088 TC3突然在蘇丹和埃及邊界往南大約60英里處的上空爆炸，明亮的火球爆發(fā)出相當(dāng)于2 000噸炸藥爆炸的威力。

亞利桑那大學(xué)的卡特琳娜天空觀測站擔(dān)負(fù)著近地太空物體的監(jiān)測工作，在2088 TC3進入大氣層之前20小時就發(fā)現(xiàn)了它，預(yù)先得知了它的運行軌道并對它進行跟蹤。在向白宮國家安全委員會、國防部、國務(wù)院和國土安全部發(fā)出預(yù)警后，美國宇航局（NASA）以新聞的形式發(fā)布了這一消息。

過去五年里，美國已發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了90%到95%的近地太空物體，目前，三個主要的太空物體監(jiān)視項目正在運行之中，美國海軍建立的跟蹤衛(wèi)星和軌道碎片的新的空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡項目也即將開始運作，但幾乎所有的近地小行星監(jiān)測項目都在北半球。

去年11月，澳大利亞和美國簽署了一項在澳大利亞安裝望遠(yuǎn)鏡和空間監(jiān)視雷達(dá)的協(xié)議。此外，美國還在智利的阿塔卡馬沙漠建立的“大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡”，可將南半球的天空全景盡收眼底。美國前宇航員拉塞爾·施維考特 （Russell Schweickar）認(rèn)為，盡管有著眾多望遠(yuǎn)鏡在瞄準(zhǔn)著夜空，然而在地面觀測也有其自身局限。在“阿波羅9號”飛行任務(wù)之后，施韋考特一直投身于防御地外小行星的事業(yè)中。

地面望遠(yuǎn)鏡主要用以觀察可見光波段，在天氣良好的情況下能夠捕捉到的可見光取決于小行星的大小、距離及構(gòu)成成分。據(jù)估計，大多數(shù)近地物體其反射光相當(dāng)于陰暗潮濕的土壤，最暗時則像木炭那般。而那些又小又暗的小行星，直到與地球非常接近時才會被發(fā)現(xiàn)。

紅外線望遠(yuǎn)鏡或助一臂之力

此外，如果小行星的軌道周期與地球軌道周期十分接近，就很難獲得跟蹤它所需要的足夠多的信息。原因在于，如果兩者的軌道周期非常接近，小行星在很多時間里都處于地球觀察者的視線之外。

假設(shè)一顆小行星繞太陽一圈的時間為360天，“在5年至10年時間里，它每年都在你的視野范圍里。但是，在接下來的30年至40年時間里，你將無法獲得關(guān)于它的任何消息，對它的活動也將一無所知?！笔┚S考特說道。

對于施維考特和其他行星防御專家來說，現(xiàn)在是使用紅外線波長望遠(yuǎn)鏡將探測活動延伸到太空的時候了。紅外線望遠(yuǎn)鏡可敏感感知小行星從太陽獲得的熱量，這類望遠(yuǎn)鏡不僅可以發(fā)現(xiàn)一些難以探測到的小行星，還可以與可見光觀測的結(jié)果相比較，更好地預(yù)估某個小行星的大小。

美國宇航局（NASA）于2009年12月發(fā)射的廣域紅外線巡天探測衛(wèi)星（Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE）是為多任務(wù)研究項目設(shè)計的，在2011年其冷卻劑耗盡之前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了130顆近地小行星、21個潛在危險物體和17顆彗星。

美國B612基金會是一個非盈利的、獨立的近地小行星專家組織，其在太空繞太陽軌道上安裝紅外線望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計任務(wù)已接近尾聲——該設(shè)計建立在開普勒行星探測飛船的基礎(chǔ)上。在相當(dāng)于金星距離太陽的有利位置上，該望遠(yuǎn)鏡可以回望地球，通過廣袤無垠太空背景上的小行星反射太陽的熱量和光亮，看清楚出現(xiàn)在與地球軌道交叉處或靠近地球軌道的太空物體。

同是B612基金會創(chuàng)始人之一的施維考特說道，紅外線望遠(yuǎn)鏡其任務(wù)目標(biāo)是檢測90%直徑在460英尺以上的近地天體，如果一切順利的話，B612基金會預(yù)計于2018年發(fā)射首個由私人資助的小行星探測飛船。

此外，新成立的深太空產(chǎn)業(yè)公司計劃在派出小型地球軌道衛(wèi)星勘探適合開采的小行星的同時，擔(dān)負(fù)起尋找對地球有潛在危險太空物體的任務(wù)。