“小行星撞地球”是科幻電影中的熱門(mén)題材，但在現(xiàn)實(shí)中如何應(yīng)對(duì)小行星的威脅，科學(xué)家們?nèi)栽诓粩嗯︱?yàn)證。在第三屆深空探測(cè)（天都）國(guó)際會(huì)議上，我國(guó)科學(xué)家提出了建設(shè)相對(duì)完善的近地小行星探測(cè)防御體系的構(gòu)想。中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師、深空探測(cè)實(shí)驗(yàn)室主任兼首席科學(xué)家吳偉仁介紹，在不久的將來(lái)，我國(guó)將實(shí)施小行星動(dòng)能撞擊驗(yàn)證任務(wù)，通過(guò)觀測(cè)、撞擊及聯(lián)合監(jiān)測(cè)評(píng)估防御效果。

當(dāng)我們談到“小行星防御”時(shí)，指的是近地小行星。這些小行星通常定義為能夠進(jìn)入距太陽(yáng)1.3個(gè)日地距離的小行星。它們的軌道要么與地球軌道相交，要么將來(lái)可能因行星引力擾動(dòng)而與地球軌道相交。如果小行星與地球軌道相交，二者就有“撞車”的風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)估算，每天有大約2500萬(wàn)顆流星體闖入地球大氣層，每年總重量可達(dá)15000噸。絕大多數(shù)流星體只有沙礫大小，沖進(jìn)地球大氣層后很快就灰飛煙滅了。然而，一顆天賦異稟的流星體可能會(huì)給地球帶來(lái)重大災(zāi)難。例如，6600萬(wàn)年前使恐龍滅絕的元兇，被科學(xué)界普遍認(rèn)為是一顆直徑至少10公里的小行星擊中了如今的墨西哥尤卡坦半島地區(qū)所導(dǎo)致的。

小行星具有極高速度，假設(shè)它是一個(gè)均勻球體，那么它攜帶的動(dòng)能約等于密度×直徑3×速度2÷3.82（全部依國(guó)際單位制）。以擊中墨西哥尤卡坦半島的“恐龍終結(jié)者”為例，若其密度取碳質(zhì)球粒隕石常見(jiàn)的3300千克/立方米，直徑取10000米，速度取20000米/秒，套入公式，最終得到的能量將是個(gè)長(zhǎng)達(dá)24位的巨大數(shù)字。假如地球5億平方公里的表面均勻覆蓋著2米深、0℃的水，這個(gè)能量足以把這些水全部燒開(kāi)。因此，居然有生命能在那場(chǎng)大浩劫中幸存并延續(xù)，確實(shí)不可思議。

面對(duì)近地小行星的威脅，人類一直在積極探索主動(dòng)防御方案。目前已有多種理論可行的方案，有的已經(jīng)通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證。從見(jiàn)效時(shí)間來(lái)看，防撞策略可以歸為兩類：“閃電戰(zhàn)”和“持久戰(zhàn)”。按宏觀效果來(lái)分，又可歸為兩類：瓦解和推離。瓦解就是使小行星分裂，四散的碎塊“脫靶”地球或者小到足以在大氣層中燒盡。推離則是把小行星帶離軌道，使其提前或滯后到達(dá)與地球的軌道交叉點(diǎn)，同樣達(dá)到脫靶的效果。

具體來(lái)說(shuō)，針對(duì)小行星的瓦解和推離有多種方式。核爆炸利用核武器產(chǎn)生的大量熱能直接摧毀小行星，或使其局部氣化，將其撕裂或推離軌道。動(dòng)能撞擊則發(fā)射撞擊器以一定的速度和角度撞擊小行星，使其軌道發(fā)生改變。此外，還有著陸挖掘、引力牽引、著陸推離、激光燒蝕、離子束流和熱輻射壓等方法。這些方案各有利弊和適用場(chǎng)景，技術(shù)成熟程度也不同。相比之下，動(dòng)能撞擊法是國(guó)際上已經(jīng)做過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)，簡(jiǎn)單可靠，成熟度高，靈活性強(qiáng)，對(duì)較小的小行星收效顯著，也是我國(guó)這次準(zhǔn)備實(shí)施的計(jì)劃。

中國(guó)深空探測(cè)實(shí)驗(yàn)室提出的這項(xiàng)近地小行星撞擊任務(wù)，將是近地小天體防御系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)的首次實(shí)踐。執(zhí)行任務(wù)的航天器計(jì)劃于2027年使用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射，在2029年對(duì)目標(biāo)小行星2015 XF261實(shí)施撞擊。這顆小行星的直徑在24米到84米之間，沿著一個(gè)扁扁的橢圓軌道圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，繞太陽(yáng)一圈約360天，比地球的一年稍短些。

航天器將以觀測(cè)器與撞擊器組合體的方式發(fā)射升空，而后分別實(shí)施深空機(jī)動(dòng)。其中觀測(cè)器將飛掠金星借力助推，于2029年初率先抵達(dá)目標(biāo)小行星開(kāi)始伴飛，對(duì)其大小、形狀、成分、結(jié)構(gòu)、軌道等特性開(kāi)展全方位的前期觀測(cè)，研究其起源、軌道遷移歷史和未來(lái)演化趨勢(shì)。待摸清“家底”后，撞擊器再于2029年4月實(shí)施高速撞擊。撞擊完成后，觀測(cè)器還將繼續(xù)對(duì)目標(biāo)小行星開(kāi)展后續(xù)觀測(cè)，以評(píng)估撞擊效果。這項(xiàng)任務(wù)擬采用的是“伴飛+撞擊+伴飛”的模式。

目前初步確定了用于觀測(cè)器的4臺(tái)科學(xué)載荷，包括光譜及激光三維探測(cè)儀、中視場(chǎng)彩色相機(jī)、探測(cè)雷達(dá)、塵埃與粒子分析儀。任務(wù)全程將通過(guò)天地聯(lián)合方式，采用近距離高速成像技術(shù)，對(duì)小行星軌道與地形的變化以及濺射物分布等撞擊效應(yīng)進(jìn)行研究，準(zhǔn)確評(píng)估撞擊效果，揭示撞擊動(dòng)量傳遞規(guī)律，為未來(lái)實(shí)施小行星防御任務(wù)提供理論支撐和決策依據(jù)。

小行星探測(cè)、防御和資源開(kāi)發(fā)對(duì)全人類具有深遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義，也是國(guó)際社會(huì)的廣泛共識(shí)。隨著近年來(lái)我國(guó)航天科技不斷取得突破性進(jìn)展，相信未來(lái)計(jì)劃建立的近地小行星監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和防御系統(tǒng)，將刷新我國(guó)在這一領(lǐng)域的成就。