美國航天器深空撞擊小行星

蕭達 陶短房 陳子帥 陳康

探月火箭發射計劃連續數次推遲的美國國家航空航天局（NASA）,終于盼到一個好消息：北京時間9月27日早上約7時，美國發射的航天器按預定計劃成功撞上距離地球大約1140萬公里的一顆名為“迪莫弗斯”的小行星。這次撞擊是人類歷史上首次改變小行星軌跡的嘗試，被稱為人類進入行星防御時代的標志。這次撞擊也吸引了全球天文學界和天文愛好者的關注。27日接受《環球時報》采訪的多名中國學者表示，探索與和平利用外空是全人類共同的事業，少數國家不應以此為旗號，進行太空爭霸或星際殖民。

千萬公里外“以卵擊石”

據美國有線電視新聞網(CNN)報道，當地時間9月26日晚7時14分（北京時間27日早7時14分），NASA的航天器成功撞上距離地球約1140萬公里處的小行星“迪莫弗斯”。這是人類第一個小行星防御試驗項目，此次撞擊目的在于嘗試改變“迪莫弗斯”的運行軌道，驗證是否能通過動能撞擊的方式偏轉近地小行星的可行性。對于此次航天器成功撞擊小行星，NASA行星科學部主任格拉斯興奮地表示：“我們正在進入人類的新時代。在這個時代，我們能將擁有保護地球免受危險的小行星撞擊的能力，人類以前從未擁有過這種能力。

法新社稱，這次撞擊小行星的任務被命名為“雙小行星重定向測試”（DART)。任務的目標是“迪莫弗斯”和“迪迪莫斯”這兩顆小行星。'其中，“迪莫弗斯”直徑約160米，大小與埃及金字塔大致相當，它繞著直徑780米的小行星“迪迪莫斯”運行。撞擊用的航天器是去年11月從美國加利福尼亞州發射升空，它由傳感器、天線、離子推進器和兩塊8.5米長的太陽能電池板組成，重約600公斤。雖然小行星“迪莫弗斯”很小，但與它約50億公斤的重量相比，撞擊用的航天器更像是“以卵擊石”。

據報道，“迪莫弗斯”原本每11小時55分鐘繞“迪迪莫斯”轉一圈。根據NASA的計劃，當航天器以每小時23500公里的速度撞擊之后，這一時間將縮短約10分鐘，兩顆小行星之間的距離也將稍微拉近。但NASA團隊表示，需要大約兩個月才能確定被撞小行星的運行軌道是否發生了變化。

航天技術專家黃志澄27日接受《環球時報》記者采訪時表示，此次撞擊實際上是人類第三次使用人造航天器撞擊小行星：2005年,NASA發射“深度撞擊號”撞擊“坦普爾1號”彗星；2014年，日本“事鳥2號”探測器撞擊小行星“龍宮”表面并進行采樣。黃志澄說，此次撞擊是人類防御小行星撞擊地球威脅而進行的一次有益嘗試。他說，如果撞擊小行星的同時能夠探究其物質結構，甚至探索到礦產資源，那么這次撞擊將更具科學價值。

不能讓恐龍滅絕的悲劇在地球上重演

這是地球人類歷史上首次甬人造航天器撞擊小行星來檢驗是否有拯救自己家園免于毀滅的方法。”美國太空網稱，這是6500萬年前地球上的恐龍辦不到的事情。人類學家認為，當時一顆巨大的小行星撞上地球，最終導致恐龍滅絕。NASA首席科學家卡爾文說：“恐龍沒有太空計劃項目來幫助它們，但是我們有。因此，這一任務代表著在了解未的潛在危險和如何保護我們的星球免受潛在的撞擊方面取得的重要進展。”

目前小行星撞地球的毀滅性風險還很遙遠，但被認為是真實存在的。根據NASA的相關報告，目前已發現直徑140米以上的小行星中約40%可能對地球構成威脅。今年9月有近30顆小行星近距離掠過地球，僅9月26日十天就有4顆小行星掠過地球。NASA局長納爾遜26日在推特上發文稱：“這不是電影情節。我們都在《世界末日》這樣的電影中看過它，現實生活中（小行星撞地球的）風險很高。”報道稱，從這次撞擊收集到的有價值的數據將對制定行星防御戰略起到重要作用,，尤其是有助于了解需要多大的力量才能改變對地球構成潛在威脅的近地天體的軌道。

航天航空專家張寶鑫27日對《環球時報》記者說，從目前NASA公布的相關數據及其預想來看，此次撞擊所產生的能量，致使小行星的軌道偏移量不到1%。因此，此次撞擊對小行星軌道變化究竟產生多少影響，還需后期持續觀測，才能得到比較明確的結果。張寶鑫表示，這次撞擊的小行星距離地球超1000萬公里，屬于深空撞擊，目前人類能夠送達至深空的撞擊物質量是有限的，其過程需要消耗大量燃料，同時還需借助宇宙中的引力作用才能完成撞擊，因此此次撞擊的能量是有限的。他表示，如果用質量較大的衛星去撞擊小行星，那么可能造成不可控的結果。因此，當下只有用質量較小的衛星去一步步試驗，才能得出人類究竟能夠多大程度改變小行星的軌道偏移量。

實際上，這次撞擊任務最大的難度是如何能精準找到并撞擊這個距離地球約1140萬公里的小行星。據報道，撞擊用的航天器瞄準精度只有2000米。直到撞擊前的1個小時，航天器上搭載的設備才能觀測到直徑160米的“迪莫弗斯”。即使是直徑780米的“迪迪莫斯”小行星，看起來也像黑色海洋上的一個斑點。

張寶鑫說，撞擊行星試驗經歷了長達近十年的策劃和籌備期，為了保證任務的成功率，執行時應用的技術均為較成熟的現有技術。盡管撞擊任務并未過多采用最先進的航天技術，但這項系統工程體現了一個國家的綜合科技能力，包括雙星發射、對軌道的精密計算、地表和深空測量、防范通信免受太陽風暴干擾以及探測器有效回傳數據等，這些技術都是較為前沿的。

中國的小行星撞擊計劃

這次撞擊任務除了美國外，還有其他許多國家參與。航天器上搭載的探測器“LICIACube”就是意大利研制的。該探測器在撞擊發生前從航天器上剝離，它將于數小時后再次飛經“迪莫弗斯”小行星進行探測。該探測器是意大利首次獨自運行的深空探索衛星，旨在收集撞擊后的探測數據，并在未來幾天內逐漸將所獲數據傳輸回地球。

除了意大利參與外，歐洲航天局也計劃于2024年發射“Hera”探測器，于2027年抵達兩顆小行星所在區域，開展更深入的科學探測，觀測這次撞擊動量和隕坑的形態，全面評估此次撞擊的“效率”。

《華爾街日報》稱，作為“行星防御任務”的組成部分，NASA還在推動“近地天體勘測者”太空望遠鏡的研制工作，它有助于更快確定威脅地球的小行星大小和軌跡。報道稱，今年4月，美國國家科學院、工程院和醫學院發布行星科學“十年規劃”，將“行星防御任務”列為美國未來十年的重點項目之一。NASA主管“行星防御”計劃的官員約翰遜表示，除DART任務之外，NASA還在考慮更多偏轉或摧毀危險小行星的設想，包括使用離子束轟擊小行星、研制所謂“引力牽引航天器”來“拖拽”小行星等方案。

NASA不是唯一的行動者。中國國家航天局副局長吳艷華不久前曾表示，中國已經提出組建近地小行星防御系統的計劃，爭取在2025年或2026年實施一次小行星撞擊試驗。張寶鑫說，中國成功探測月球和火星的經驗表明，中國已完成探索深空領域的技術積累。接下來，中國將通過不斷探索和試驗來確定如何建立以及建立何種形式的小行星防御系統。他說，“對目前地球科技而言，小行星防御技術仍處于起步探索階段。隨著科技的不斷升級，才能逐漸降低小行星的威脅。”

張寶鑫說，發展外空科技的宗旨應該是為全人類謀求更美好與更安全穩定的生活，不應是少數國家以此為旗號，進行太空爭霸或星際殖民。對于人類而言，一榮俱榮，一損俱損，中國將會讓全人類共同享受到中國深空技術發展帶來的相關福祉，讓全人類更和諧地生活在這顆藍色星球上。▲