
北京衛星環境工程研究所的龔自正研究員等,在《科學通報》發表7綜述文章《小行星監測預警、安全防御和資源利用的前沿科學問題及關鍵技術》,對該領域的國際研究趨勢進行7系統性論述,并著重解析7我國的研究現狀,提出了下一步的發展建議。本文僅為文章內容摘編,歡迎掃碼進入公眾號,閱讀綜述全文。
小行星撞擊地球事件在歷史上經常發生,多次導致地球環境災變和生物滅絕,是可能導致人類毀滅的重大潛在威脅之一,也是國際社會普遍關注的熱點問題。
同時,近地小行星是近期太空探索與資源開發利用最有價值的目標之一,也是遠期太空探索的“天然跳板”;是人類增進與展示新技能的試驗場,必將引領、催生地月經濟圈、地外天體采礦、太空制造等太空經濟全產業鏈發展,開辟航天事業新時代。
開展小行星研究,能夠深化人類對太陽系和宇宙乃至生命起源與演化等最根本、最前沿科學問題的認識,具有重大的科學意義。
小行星撞擊地球的防御問題,也是國際宇航界面臨的重大技術挑戰之一。開展近地小天體監測預警防御研究,在攸關全球安危的重大事件面前掌握自主決策權,履行大國義務、體現大國擔當,不僅是樹立、提升我國大國形象、爭取我國在國際航天事務中的主導權和話語權的必須舉措,也是人類保護自身生存與發展的必然選擇,是構建人類命運共同體的重要體現。因此,其重要性、必要性和迫切性不言而喻。
在小行星監測預警領域,國際現狀是地基監測預警系統起步早,相對成熟;天基監測預警系統已有在軌任務,但整體起步晚。由于地基監測系統尚存缺陷,主要是全球南北分布不均,且易受日光影響,無法做到全空域監測預警,目前的發展趨勢是與天基觀測預警系統結合,互為補充。
美國和歐洲航天局都對小行星監測項目提出了相對明確的任務目標。比較之下,國內在該領域與國外差距較大。我國地基觀測設備口徑小、數量少、站址單一、探測能力有限,目前只能對亮于20星等的近地天體(相當于直徑300米以上的小天體)進行監測,對少量近地天體進行碰撞預警。天基觀測項目尚處于論證階段。總體上,我國目前缺少有效的觀測網絡進行完備監測,無法實現系統樣本的預警和預報。
在小行星安全防御領域,國際現狀是:對幾乎所有防御技術,尤其是可行性最高的核爆、動能撞擊技術進行了深入研究,針對特定高撞擊風險的小行星,研究、設計了多項防御任務,在研究成果積累.基礎設施完善、研究隊伍培養等方面都打下了堅實基礎。
目前呈現兩個發展趨勢:一是有針對性地推進核爆、動能撞擊等較成熟防御技術的在軌演示驗證,同時結合深空探測、空間碎片移除等領域的需求,對共性的關鍵技術進行攻關和開展地面及在軌演示驗證;二是以提高防御效能、降低工程實施難度為目的,從單一防御技術方案向組合防御技術方案發展。針對不同防御手段各自的局限性和優點,通過取長補短、優勢互補,嘗試設計不同防御手段的組合防御方案。
在小行星資源利用領域,由于小行星資源開發價值日益凸顯,圍繞其展開的新一輪國際太空競爭熱潮正暗流涌動。但是由于其處于起步階段,工程難度巨大,開展國際合作和商業化是大勢所趨。
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