小行星防御，并非杞人憂天

蘭順正 遠望智庫特約研究員、中國指揮與控制學(xué)會會員

2023年中國航天大會（CSC2023）于4月23～26日在安徽省合肥市召開，空間碎片移除與小行星防御論壇作為本次大會的分論壇也于4月25日召開，再次喚起了各界對于小行星防御問題的關(guān)注。

一般而言，軌道在離太陽1.3AU（1AU等于地球和太陽之間的平均距離，約1.5億公里）范圍內(nèi)，離地球軌道距離小于0.3AU的小行星統(tǒng)一被稱為近地小行星，這種小行星的軌道距離地球比較近，與地球存在碰撞的可能。

小行星的碰撞可能帶來十分嚴重的后果。人們最了解的一次撞擊事件是6600萬年前促使恐龍滅絕的希克蘇魯伯隕石，它直徑約為10公里，重約1億噸，導(dǎo)致所有非鳥類恐龍以及全球75%動植物種滅絕。

近代以來的小行星碰撞也非個案，1908年6月30日俄羅斯西伯利亞通古斯地區(qū)發(fā)生大爆炸，毀滅了大約2000平方公里的森林。科學(xué)家們普遍認為通古斯大爆炸是一次小行星碰撞地球事件。2013年2月15日俄羅斯車里雅賓斯克上午9時15分發(fā)生了一次隕石雨事件，隕石進入大氣層留下約10公里長的軌跡。該次事件中有1500人受傷，1000多房屋受損，經(jīng)濟損失達10億盧布。2014年11月5日，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟也發(fā)生了小規(guī)模的小行星撞擊事件。

過去，防御小規(guī)模碰撞事件主要采取地面人防工程和躲避等被動方式，但隨著科技的進步，如何主動防御成為各國關(guān)注重點。目前主動防御主要有三種設(shè)想，分別是利用長期作用力來改變小行星軌道、利用動能撞擊改變小行星軌道，以及核爆炸。

以長期作用力來緩慢改變小行星軌道有很多手段，包括太空拖船、引力拖車、使用挖掘機使小行星損失質(zhì)量、用強激光照射改變小行星表面蒸發(fā)量、用表面噴漆等手段改變光壓力，等等。

核爆炸則是目前人類所能產(chǎn)生最大能量的主要手段。根據(jù)能量分析，對于預(yù)警時間很短或質(zhì)量很大的小行星威脅，目前只有核爆炸手段可以進行防御。有研究認為，對直徑大于600米的小行星，除了核爆炸外的其他單一手段均不能在30年內(nèi)有效改變其軌道。

用航天器動能撞擊的方法改變軌道是目前技術(shù)可以達到的。美國的“深度撞擊”計劃于2005年7月4日成功撞擊了“坦普爾1號”彗星。美國的“雙小行星改道測試”（DART）項目是人類試圖改變太空天體運動軌跡的首次嘗試。該項目由美國宇航局和約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室共同主導(dǎo)，預(yù)算3.25億美元。2022年9月27日，DART航天器在離地球1140萬公里處成功撞擊了運行在環(huán)繞太陽橢圓軌道上的“迪迪莫斯”系統(tǒng)主小行星“迪莫菲斯”的繞飛“小月亮”“迪莫菲斯”，使其主星軌道周期縮短了32分鐘，遠超試驗所預(yù)期的“73秒”。

中國也在努力進軍小行星防御領(lǐng)域。2012年12月15日，中國“嫦娥二號”探測器近距離飛越小行星“圖塔蒂斯”，實現(xiàn)首次小行星飛越觀測，正式邁進小行星探測“俱樂部”。2019年4月中國國家航天局發(fā)布《小行星探測任務(wù)有效載荷和搭載項目機遇公告》，確定了今后中國小天體探測器方案的探測目標，是一顆地球共軌天體2016HO3以及小行星帶中的主帶彗星311P，并希望通過一次發(fā)射實現(xiàn)兩類探測目標和近距、附著、采樣等三種探測模式。目前，地基監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)“中國復(fù)眼”行星雷達項目已經(jīng)啟動，它分三期建設(shè)，建成后對直徑公里級的小行星探測距離將達上億公里，從而成為世界上探測距離最遠的行星雷達。

2021年5月，中國的科研團隊提出了“以石擊石”的加強型動能撞擊行星防御任務(wù)概念，即，通過發(fā)射無人飛行器捕獲小尺寸小行星，或在碎石堆小行星上采集超過100噸的巖石，與飛行器構(gòu)成組合撞擊體，操控組合體撞擊對地球有潛在威脅的小行星，將其偏轉(zhuǎn)出撞擊地球的軌道。據(jù)分析，這種方法對小行星的軌道偏轉(zhuǎn)效果可提升一個數(shù)量級，為防御大尺寸潛在威脅小行星提供核爆之外的新選項。“以石擊石”方案還能融合小行星探測和小行星防御，在小行星科學(xué)研究方面也有較高價值。

2022年4月，中國國家航天局副局長吳艷華在接受中央電視臺采訪時表示，中國正著手組建近地小行星防御系統(tǒng)。同年11月，中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁透露，中國已在制定發(fā)展規(guī)劃，未來十年內(nèi)將實施地外小行星防御任務(wù)。

此次論壇還面向全球發(fā)布了近地小行星防御空間處置方案征集令，體現(xiàn)了中國愿與國際社會合作加強近地小行星聯(lián)合預(yù)警能力的態(tài)度。