模擬演習應對小行星

設計兩種方案

2019年4月底到5月初，美國馬里蘭州展開了一場持續5天的“特殊戰斗”。它實際上是在第6屆行星防御會議上開展的小行星防御演習，“進攻方”是撞向地球的小行星，“防守方”則是專家團隊。執行“導演”任務的是美國宇航局下屬噴氣推進實驗室，他們虛構了一顆可能在2027年4月29日撞擊地球的小行星，代號2019PDC。這場演習要回答一個問題：“如果有一天小行星來襲，我們該如何應對。”

專家們設計出這樣一個情景：2019年3月，地球人發現一顆小行星將于2027年4月撞擊地球。這是一個虛構但又逼真的情節，非常具體化，要求科學家、工程師、決策者和應急管理專家能夠解決由此引發的問題和擔憂。

演習第1天設定在2019年4月29日，撞擊概率為1%。“防守方”分析了2019PDC的主要軌跡特征和可能的撞擊區域等，制定了進一步的觀測方案，并開始謀劃航天任務。

演習第2天設定在2019年7月29日，撞擊概率提高到10%。“防守方”初步論證了飛越觀測以及通過撞擊或核爆炸使小行星軌道偏轉等方案。

演習第3天設定在2021年12月30日，“防守方”提出動能撞擊航天器和能夠攜帶核武器的伴飛航天器的設計要求。其中6個動能撞擊航天器將由美、中、俄及歐洲國家分別研制。

演習第4天設定在2024年9月3日，“導演部”假設動能撞擊將2019PDC撞碎，一塊直徑60米左右的碎塊仍在飛向地球。“防守方”提出了發射裝有核武器的攔截航天器將碎塊“核爆”摧毀的應急方案。

演習第5天設定在2027年4月19日，“導演部”強勢判定“核摧毀”應急方案無法實行，10天后碎塊撞擊美國紐約。“防守方”在這場演習中只能“認輸”，著手評估撞擊結果，制定疏散方案。

“防守方”從設定發現小行星到撞擊地球的8年間，提出兩種方案。

第1種方案是在小行星的軌道上放置動能撞擊航天器，起到“絆腳石”的作用，使小行星撞到后把速度減下來甚至避免與地球災難性對撞。要讓小行星的飛行速度大大地減下來，意味著需要3個動能撞擊航天器，為了確保萬無一失，可能得準備6個。然而動能撞擊航天器的作用不能過大，否則可能會被小行星撞擊成數塊，使地球危機更加難以破解。

第2種方案是在小行星的表面制造核爆炸，蒸發掉其表面的一部分，而剩余的部分能夠反沖走。作為安全預防措施，最先發射的兩個動能撞擊航天器應配備核裝置。特殊爆破裝置的效果可以根據小行星的質量和結構進行調整，距離它近一些引爆，爆炸效果更強勁，而遠一些的爆炸效果更柔和。

并非科幻故事

關于“小行星撞地球”災難的想象，不斷出現在科幻作品中。如何規避這樣的災難也成為科學研究的一個熱門話題。小行星飛掠地球并不罕見，盡管大多數時候都安然無事，天文學家們還是時刻保持著警惕。

要想改變小行星的既定軌道，首先需要精確的預測，其后才有可能通過復雜的技術手段進行軌道干預。美國宇航局已經啟動小行星撞地球的防御計劃，與多國合作對近地天體進行觀測，積極追蹤近地小行星，提高更小直徑天體的追蹤成功率，探索防御小行星撞擊的方法。與此同時，直徑超過1千米的小行星一直被列作“可造成全球性影響”的潛在威脅天體，需進行重點觀測追蹤。

到目前為止，已發現有大約900顆這樣的近地小行星，它們一旦撞上地球，后果將是災難性的。

此次演習雖然只是虛構，但小行星防御問題并非只是科幻故事。盡管數百米大小的小行星撞擊地球概率很低，幾千萬年才發生一次，但可能給地球生態系統和人類帶來滅頂之災。應對這種威脅，工程上最有效、最保險的手段還是使用核武器將其摧毀。直徑二三十米的小行星是造訪地球的“常客”，最好的防御方式是通過動能撞擊將其擊碎，使其不以整體形式撞擊地球。但動能撞擊產生的碎片仍可能對人類構成威脅，可用激光燒蝕體積較大的碎片，使其受熱爆炸，進入大氣層后全部燒毀。

人類生存發展的歷程永遠不會平靜，我們只有居安思危、未雨綢繆，才能應對未來可能遇到的危機，前進的腳步永不停歇。