作者:袁一雪 来源:中国科学报 发布时间:2015-11-27
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拿什么摧毁小行星


 

4179 号小行星“图塔蒂斯”    中国科学院紫金山天文台供图

■本报记者 袁一雪

近日,一项由中国科学院紫金山天文台研究员季江徽课题组领衔的合作研究成果发表在新一期的英国自然出版集团旗下期刊《科学报告》中。这项研究显示,穿过地球轨道的最大的近地小行星——4179号小行星“图塔蒂斯”对地球构成了威胁。通过勘测,这颗小行星很可能只是因为微重力而聚集在一起的一堆碎石,所以有媒体称,专家认为面对这样的小行星或可用一枚核弹头将之击毁。

用核弹头摧毁小行星的论点并非第一次出现,在2013年5月,爱荷华州立大学小行星偏转研究中心主任Bong Wie就曾在一次美国举办的国际空间发展会议上,向与会者描述了他的研究——利用装有核弹头的太空飞船摧毁小行星。Bong Wie随即解释了其工作过程:反小行星太空飞船由动能撞击器组成,并装载一枚核弹头,在到达小行星之前,反小行星太空飞船将分开,其中一部分在小行星上轰炸出一个陨石坑,另一部分则将搭载核武器在飞船撞击小行星后在陨石坑内部爆炸。

这样将小行星炸成碎片从而令其消散,失去对地球的威胁。而且,Bong Wie相信99%以上的小行星碎片在分离的轨道上不会撞上地球,这极大地限制了对地球的撞击。对于那些可能会撞上地球的碎片,它们在进入地球大气层时就会完全燃烧,因此也不会存在太大的威胁。

虽然研究成果已经呈现在眼前,但是由核弹头出马摧毁小行星的举动听起来还是有些玄幻,更令一些人不解的是,那些小行星明明距离地球很远,为何要杞人忧天地认为它们会砸下来?

小行星撞击地球不是“天方夜谭”

尽管有些人对小行星撞击地球的言论一笑了之,但是事实证明,这并非一个“危言耸听”的故事,而是一个随时随地可能威胁人类生存的重大事故。

科学家们已经掌握了重要证据,曾经“霸占”地球1.6亿年之久的恐龙就灭绝于一次小行星撞击地球的灾难。2009年,来自中国的古生物学和物理学家黎阳在耶鲁大学发表论文称,6500万年前,一颗类似小行星的物质不仅撞击了地球中美洲地区,还撞破了地壳,致使地球内部岩浆汹涌喷出,撞击造成的超级火山爆发,导致整个地球被浓浓的火山灰和毒气所覆盖。地球上的生物长时间不见阳光,植物无法光合作用,大气层氧气含量极低。综合这些因素造成了当时地球生物的大灭绝。

在2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件。根据俄紧急情况部的说法,坠落的是一颗陨石。它在穿越大气层时摩擦燃烧,发生爆炸并产生大量碎片,形成了所谓“陨石雨”。在坠落区域,许多建筑的窗户玻璃破裂,该事件造成1200多人受伤。

“目前被发现的近地小行星已经有1万多颗,而这些只是围绕在地球周围近地小行星的十分之一甚至百分之一。”季江徽告诉《中国科学报》记者。而此次论文中提到的4179号小行星“图塔蒂斯”,则属于其中体积最大的一颗。

2012年,我国曾“派出”嫦娥二号卫星,近距离观测“图塔蒂斯”。结果发现,“图塔蒂斯的大小约为4.75 千米乘以1.95千米,差不多每四年接近地球一次。因此,曾经在2004年时与地球最接近,相距100多万千米。”季江徽介绍道,“这么大体积的小行星很少如此接近地球。”

而当年在俄罗斯造成灾难的陨石不过直径10米大小,“如果图塔蒂斯真的撞击地球,那么造成的灾难将是毁灭性的。”季江徽表示。设想一下,如果小行星撞击到陆地,即便是人烟稀少的地区也会造成地壳震动,连累周边房屋毁坏,如果降落在繁华的大都市,造成的影响更是不可估量。“当然,地球上73%是海洋,小行星坠落海洋后虽然不会直接伤人,但是会引发海啸,2004年12月印度洋的海啸就造成大量人员伤亡和经济损失。更可怕的是,世界上很多经济发达的大城市都在海边。一旦发生海啸,那些城市会被瞬间淹没,造成全球经济的瘫痪和半瘫痪,数以百计的人死亡。”紫金山天文台研究员王思潮告诉《中国科学报》记者。

核弹头只是方法之一

为了应对随时可能发生的“灭顶”之灾,拥有一定“自保”能力的人类已经准备了几套方案,核弹头打散小行星就是其中之一。

不过,由于包裹地球的小行星数量众多,其结构、密度不尽相同,提前发现的时间量不同,应对的方式也多种多样。“如果提前发现的时间足够长, 则可以使用引力拖车的方法;如果提前发现的时间较短,就要用火箭或者核弹头撞击方法应对。”王思潮解释说。引力拖车就是通过重力作用使可能撞击地球的小行星改变轨道。宇宙飞船无须在小行星表面登陆,只需要在其上空盘旋,利用这两个物体间的引力使小行星逐渐偏离轨道。

不仅如此,还有科学家提出,可以让太空飞行器以与小行星相同的速度和方向与它“并肩而行”,当两者达到相对静止的时候,用机械臂去“推一下”,改变其运行轨道;或者在小行星上安置“巨型火箭驱动器”,改变其轨道。另外一种“一了百了”的方法是,在太空中放置一个巨大的聚光镜,通过反射太阳光将小行星汽化。

当然,“这方面曾经引发讨论,但尚未作过演习。”王思潮解释说。现在人类能做的就是完善监控网络,随时监控小行星的动向,并为威胁较大的小行星进行“体检”。

关注外太空也是关爱人类本身

地球外围的小行星数量不会随着时间慢慢减少。科学家们普遍认为,这些“流浪”的小行星大部分来自木星和火星之间的区域。“因为木星的引力大,对小行星进行引力扰动,致使它们的轨道发生变化,就会慢慢来到地球附近。另外小天体源于各向不均的热辐射而获得微弱推力的雅科夫斯基效应也会拉近小行星与地球的距离,增加其对地球的威胁。”季江徽解释道。

面对有增无减的小行星,人类利用地面望远镜监测它们的运动。“目前,我国也拥有了近地天体望远镜,并且加入了国际近地小行星的监测预警网络。”季江徽解释说。他提到的近地天体望远镜,坐落于江苏省盱眙县,具有大视场、强光力、高精密等特点,主要用于搜索发现可能威胁地球的近地小行星,保卫地球安全。该望远镜是我国首台亿像素近地天体望远镜,口径为1.2米,分辨率达1亿像素,于2006年10月启用,目前已发现多颗近地天体,监测了数以千计的威胁地球的“不速之客”。

不过,这还远远不够。“我们还需要更大口径的近地天体望远镜,紫金山天文台目前正在积极酝酿2.5米口径大视场巡天望远镜,可用于监测和发现更多的危险小天体。现在最好的近地天体望远镜为美国的大口径全天巡天望远镜LSST,已在智利奠基建造,口径达到8.4米。”季江徽表示,“而且,我国可以再发射一个空间望远镜,弥补地面望远镜无法观测正对太阳方向的缺陷,对近地小行星进行全天候无死角监测。”

《中国科学报》 (2015-11-27 第8版 新知)
 
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