小行星要來嗎?■記者 倪思潔在4月24日中國航天日，國家航天局表示，我國将着手組建近地小行星防禦系統，我來為大家科普一下關于小行星要來嗎?以下内容希望對你有幫助!

小行星要來嗎

■記者 倪思潔

在4月24日中國航天日，國家航天局表示，我國将着手組建近地小行星防禦系統。

4月25日，外交部發言人汪文斌表示，中方組建近地小天體防禦系統，旨在應對近地小天體撞擊這一全人類面臨的共同風險。

一時間，“小行星防禦”成為熱門話題。那麼，近地小行星防禦難在哪兒？目前人類防禦實力如何？國際合作現狀怎樣？帶着這些問題，《中國科學報》采訪了相關科研人員。

關乎文明續存，但面臨技術難點

國家航天局副局長吳豔華表示，我國将建立地基天基小行星監測預警系統。

“小行星防禦關乎人類文明的續存，開展小行星監測預警和防禦工作，既能保衛人類生命财産安全，也能使我們進一步認識太陽系、邁向深空。”中國科學院國家空間科學中心研究員李明濤告訴《中國科學報》。

他介紹，10米至20米直徑的小行星會在低空大氣中發生空爆，産生的沖擊波可能造成城鎮級危害；140米直徑的小行星會使我國一個省或歐洲一個國家面積的區域受創；300米直徑的小行星會使澳大利亞面積的區域受到嚴重損傷；1000米直徑的小行星則會造成全球性災難。

但是，目前全世界在小行星監測、預警、防禦上都面臨着普遍的技術難點。

中國科學院紫金山天文台（以下簡稱紫金山天文台）研究員趙海斌表示，監測預警的第一步是把小行星找出來。而作為一種非常特殊的運動天體，小行星運行中的不确定因素較多，位置在變，亮度也會時刻變化，因此要尋找這樣的目标并不容易。

同時，人類的觀測能力也有限。“天文望遠鏡觀測是有極限的，太暗的目标我們看不到，隻能增加望遠鏡口徑，提升識别目标的軟件能力。”趙海斌說。

不僅如此，如何挖掘小行星觀測到的海量數據，怎樣減少觀測誤差、提升預報精度，如何通過綜合手段探測小行星的理化特性進而研判撞擊效應，怎樣在工程上實現航天器在小行星上的着陸或繞飛等，都是現存的技術挑戰。

對此，趙海斌建議，一是提升設備觀測能力，看到更暗的目标；二是具備多波段觀測能力，獲得小行星更全面的信息，明确小行星特性；三是布局體系性的研究，研究小行星的編目、分布、危險程度；四是發展數據處理技術，對海量信息進行融合處理。

要發起國際合作，還需修煉内功

國際合作也是全球聯手應對小行星挑戰的辦法之一。

2013年12月，聯合國成立了小行星預警組織，在發現小行星有可能與地球發生碰撞時，會将消息通知成員國。我國已加入其中。

汪文斌表示，中方将繼續通過聯合國和平利用外層空間委員會等相關多邊機制，同各國開展交流合作，為保護地球和人類安全貢獻力量。

“小行星監測本身就具有全球合作性質，比如，我們發現了新目标，會提請國際上進行跟蹤觀測，我們也會跟蹤觀測别人發現的目标。”趙海斌說。

而李明濤有一個更美好的設想：“如果全世界每個望遠鏡都能像衛兵一樣值守一片天區，肯定會有更高的巡天效率。”

在他看來，要形成一個完善的監測預警體系，就要推動全球望遠鏡統籌協作。“當然，這需要國際頂層設計上的協調。”

那麼，中國是否有能力發起這樣的國際合作計劃？對此，趙海斌認為，我國在參與國際合作的同時，還需要繼續“練内功”。

“從國際小行星發現的數量看，中國的貢獻大概排在第六，而98%以上全球已知的小行星是美國發現的。”趙海斌告訴《中國科學報》。

在國内，趙海斌等人正在嘗試開展望遠鏡的聯合觀測。“我國天文觀測設備不少，未來需要實現多設備的聯合觀測。”趙海斌說。

去年，他們對一顆近距離飛掠地球的小行星進行了全國性的聯合觀測。當時有20多個設備參與，13個設備獲得了有效的觀測數據，數據彙總到紫金山天文台後，研究人員确定了小行星的軌道及其他信息。

撞擊動能有限，依賴提前預警

觀測到小行星之後，接下來的問題是如何有效防禦對地球有威脅的小行星。

吳豔華表示，我國争取在“十四五”末期或者2025年、2026年實施一次對某一顆有威脅的小行星的軌道改變技術實驗。

2021年11月，美國發射了“雙小行星重定向測試”（DART）計劃，被認為是全球首個在太空中執行撞擊小行星并驗證主動行星防禦技術的任務。

通過撞擊小行星改變其軌道，也是我國科學家一直努力的方向。

2019年，李明濤團隊曾提出過“摘星計劃”，并設計出一種通過操控小行星來改變其運行軌道的概念方案。此後，他們在“摘星計劃”的框架下，又提出了“以石擊石”的概念方案，希望能捕獲一個幾米尺寸的小行星或石塊，去撞擊一個對人類有威脅的小行星，目的是提升撞擊動能。

在李明濤看來，處置能力太弱是人類防禦小行星時面臨的最大挑戰。“小行星太沉、太大，像一座小山一樣，有幾十萬噸甚至幾百萬噸，而航天器的重量最多有幾噸，所以撞擊速度雖然很快，但對小行星軌道速度的改變量可能隻有幾毫米/秒。”李明濤說。

在這種情況下，他認為，要想成功地讓小行星偏離對地球有威脅的方向，最好的辦法就是提升監測預警能力，為處置小行星提供充足的預警時間。

“提前發預警，提前去撞，這樣才有可能讓‘毫厘’之差變成‘千裡’之差。”李明濤說。

今年3月，李明濤和趙海斌等人在國際行星科學領域期刊Icarus上發表了一篇研究論文，提出了一個名為“地球領航軌道”的天基監測預警任務概念方案。

這個任務是在地球領航軌道上部署兩台望遠鏡，當小行星從太陽一側方向接近地球時，及時發出預警。在論文中，他們計算确定了望遠鏡的初始軌道，并建立了小行星發現和預警能力評估模型。

“天基與地基可以實現相互補充，提升小行星的監測預警能力。”趙海斌說，地基望遠鏡的優勢是口徑可以做得比較大、工作壽命比較長，劣勢在于觀測時間和觀測天區有限、受大氣條件制約。天基望遠鏡的優勢在于可以全天候觀測、覆蓋的天區大、觀測波段寬，劣勢在于成本比較高、工作壽命相對較短。

做好基礎研究，服務國家需求

得知國家将着手組建近地小行星防禦系統的消息時，趙海斌心潮澎湃。他所在的紫金山天文台，是國内小行星觀測研究曆史最悠久的機構。

“小行星觀測是我們的一個傳統學科，紫金山天文台前台長張钰哲先生是中國近代天文學的奠基人，他最擅長和喜愛的就是小行星研究。如今我們仍保持着這一傳統，幾十年都沒有中斷。”趙海斌說。

最早，紫金山天文台用的是40厘米、60厘米口徑的望遠鏡。進入新世紀後，他們在江蘇盱眙建了一個1米口徑望遠鏡，主要目标就是尋找和監測小行星。

“這個望遠鏡從運行以來，已經發現了30顆新的近地小行星，其中有5個是比較大、距離地球軌道比較近、構成潛在威脅的小行星。最近的一顆小行星距離地球大約14萬公裡。”趙海斌說。

“我覺得挺開心的，努力了幾十年的事情終于受重視了。我們非常樂于參加國家的任務，也會盡力為近地小行星防禦系統的組建提供方案支持。”趙海斌說。

來源： 中國科學報

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