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美国航天器撞上一颗小行星,成功改变轨道,这种防御的意义有多大

美国的航天器,撞上了一颗小行星,并成功改变了它的轨道,NASA称这是人类首次实现行星防御。那么,美国的这种方式真的靠谱吗?实际意义有多大?今天就跟大家聊聊这个话题。

日前,NASA和约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室联合开展的“双小行星改道测试”航天器,在距离地球1140万公里处成功撞击了“65803 双生星”的卫星双卫一。

航天器主体高1.2米,长宽均为1.3米,重量仅570公斤,太阳能电池板展开后长度可达19米,但跟小行星比起来,还是太小了,例如图片中,左侧第二是展开后的DART卫星,第五个是双卫一,它的直径达到了160米,整体大小跟古罗马竞技场差不多。

双小行星改道测试航天器是在2021年11月底的时候发射的,航天器上配备了自主导航系统,可自动识别和区分双生星和双卫一。

双生星于1996发现,在2003年被美国阿雷西博天文台证实有自己的卫星,也就是双卫一,因此被命名为双生星。

根据NASA的定义,潜在威胁天体需直径大于140米,距地球最近距离为750万公里以内。2003年,双生星距离地球718万公里,根据最新的观测数据测算,到了2123年,双生星与地球之间的距离将会减小到590万公里。并且,双生星的直径是780米左右,所以它跟双卫一一样,都是具有潜在威胁的天体。

当然,NASA表示,不论是双生星还是双卫一,在未来几百年内都不会对地球产生威胁,所以这次的撞击只是科学试验和测试,包括尝试改变其运行轨道,验证通过动能撞击的方式偏转近地小行星的可行性。

例如,如果双卫一是一颗实心小行星,那么航天器只能在其表面砸出一个小坑,双生星与双卫一之间的距离会有所缩短。但是,如果双卫一是由大量碎岩组成的,撞击会把这些稀碎的岩石送入太空,同时将让两颗小行星的距离明显缩短。

另外,NASA和欧洲航天局都表示,这次的撞击力度只能改变双卫一的轨迹不到1%。此前,双卫一与双生星的中心点距离约1190米,以近乎正圆的轨道运行,轨道周期为11小时55分钟。航天器逆向撞击双卫一后,它的飞行速度下降了约1.5米,从而使其按照更小的椭圆轨道运行,同时降低其轨道周期10分钟,也就是11小时45分钟。

小行星对于地球的威胁来说一直存在,并且普遍认为,恐龙的灭绝是因为6500万年前的一次小行星撞击事件。据估计,当时有一颗直径高达10公里小行星撞上了地球,撞击后释放的能量相当于九十多万亿吨TNT炸药,从而引发大海啸、地震和火山爆发,并使大量灰尘进入大气层,完全遮盖阳光、改变全球气候,造成核子冬天,进而导致恐龙的物种的彻底灭绝。

另外,还有很多相关的影视作品,例如《天地大冲撞》,《绝世天劫》,《不要抬头》等等,都描述了人类面对小行星来袭时,艰难抗争的窘境。所以,趁着还没有发生这样的事件,提前做好准备,就变成了最优的选择。

目前,世界各国都在进行小行星的追踪、观测,争取尽量提前发现,NASA的科学家认为,想要避免小行星撞击地球,需要提前5到10年就进行准备。同时,有能力的大国,也在构建小行星防御系统。例如,美国国家科学院、工程院和医学院发布了行星科学“十年规划”,将“行星防御任务”列为美国未来十年的重点项目之一。

当然,在这个领域也少不了我国的身影。根据长征三号甲系列火箭总设计师兼总指挥龙乐豪的介绍,中国或将于2026年独立开展小行星轨迹改变的“近地小行星2020 PN1防御系统”任务。

另外,NASA还表示,除了这次的任务之外,也在考虑更多偏转或摧毁危险小行星的方式,包括使用离子束轰击小行星、研制所谓的“引力牵引航天器”来“拖拽”小行星等方案。

目前行星防御是通过主动手段,例如:核爆、动能撞击、激光烧蚀、离子束牵引、引力拖曳、质量驱动等,破坏小行星的结构或者偏转小行星的轨道。其中动能撞击是一种经典方式,但它也有缺点,在预警时间较短的条件下无法有效防御大尺寸小行星的问题。

但我国的科学家,却提出了大相径庭的观点,提出了“以石击石”加强型动能撞击行星防御任务概念,通过发射无人飞行器捕获小尺寸小行星或者在碎石堆小行星上采集超过100吨的岩石,与飞行器构成组合撞击体,操控组合体撞击对地球有潜在威胁的小行星,将其偏转出撞击地球的轨道。相比经典动能撞击方法,对小行星的轨道偏转效果可提升1个数量级,为防御大尺寸潜在威胁小行星提供了核爆之外的一种新选项。

据介绍,以直径约350米、重量约为6100万吨的阿波菲斯小行星为例,其在2029年与地球的最近距离将约为3.8万公里。仿真显示,利用经典动能撞击方法,可以让阿波菲斯小行星偏转距离约176公里,而“以石击石”方案对阿波菲斯小行星的偏转距离可以达到1866公里,相比经典动能撞击方法提升了一个数量级,让小行星更加“远离”地球。

航天器毕竟只是一个科研设备,用这样的东西来对付小行星,实在是难有什么效果。所以美国这次的撞击实验,实际意义并不大,搞不好附带NASA想向国会要钱的因素。

总之,有了中美这样的航天大国,能够在小行星防御方面不断开展研究,相信未来面对小行星威胁的时候,人类就不用在坐以待毙、祈求上天保佑了,而是可以主动出击,用自己的力量拯救自己。当然了,希望小行星永远都不要来,毕竟如果它出现了,地球上所有的人类都无法独善其中。

好了,今天咱们就聊到这儿,大家有什么想法可以在评论区留言,一起参与讨论。记得关注我,我是老万,谢谢大家,明天我们不见不散。

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