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小行星来袭,我们怎么办

来源: 科技日报
2019-05-10 08:39 
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原标题:小行星来袭,我们怎么办

4月底到5月初,一场持续5天的特殊战斗在美国马里兰州“开打”。战斗的进攻方是撞向地球的小行星,防守方则是全人类。那就是在第六届行星防御会议上开展的小行星防御演习。

这场演习的战况如何?如果有一天小行星来袭,我们该如何应对?

演习设难题 防御终失败

美国国家航空航天局(NASA)下属喷气推进实验室(JPL)是此次演习的“导演部”,该机构虚构了一颗可能在2027年4月29日撞击地球的小行星,代号2019PDC,并根据演习进程设计题目,由来自NASA、美国联邦应急管理局(FEMA)、欧洲航天局等机构的专家团队解题。

演习第一天,时间设定为2019年4月29日,撞击概率1%。专家团队主要分析了2019PDC的轨迹特征、可能撞击区域,制定了进一步的观测方案,并开始谋划航天任务。

演习第二天,时间设定为2019年7月29日,撞击概率提高到10%。专家团队初步论证了飞越观测以及通过动能撞击或核爆炸使小行星轨道偏转等航天任务方案。

演习第三天,时间设定为2021年12月30日。专家团队根据飞越观测数据提出了轨道偏转所需的动能撞击航天器和能够携带核武器的伴飞航天器的设计要求。其中6个动能撞击航天器将由美、中、俄、欧等多国分别研制。

演习第四天,时间设定为2024年9月3日,“导演部”假设动能撞击将2019PDC撞碎,一块60米左右的碎块仍在飞向地球。专家团队提出了发射装有核武器的拦截航天器将其“核爆”摧毁的应急方案。

演习第五天,时间设定为2027年4月19日,“导演部”强势判定“核摧毁”无法实行,10天后碎块撞击美国纽约。专家团队只能“认输”,着手评估撞击结果,制定疏散方案。

人类怎样应对

宇航动力学国家重点实验室副研究员姜宇告诉科技日报记者,若来袭小行星是碎石堆结构,其进入大气层以后将发生大规模的解体和爆炸,形成大量尺寸较小的碎片,威胁相对较低。若小行星是固体结构或严重裂缝结构,则解体和爆炸规模要小得多,但撞击地球的危害会大得多。

姜宇介绍,对于将要撞击地球的小行星,可采取对其轨道进行偏转、通过动能撞击将其撞碎,或者在其表面或附近引爆核武器将其炸毁等多种方式进行小行星防御。理论上来说,轨道偏转最安全,其次是动能撞击,最后才是核爆,因为核辐射可能对在轨卫星的电子设备造成破坏。

“但从工程应用上看,轨道偏转技术并不成熟。”姜宇表示,实施轨道偏转需要提前数年开展航天任务。由于小行星观测、定轨技术的限制,人类预警的可能撞击地球的小行星数量不少,但绝大多数都是“假警”。如果对每一个有威胁的目标都施加轨道偏转,经济负担巨大,况且多数任务本就无需开展。

“数百米大小的小行星撞击地球概率很低,几千万年才发生一次,但可能给地球生态系统和人类带来灭顶之灾。”姜宇谈到,应对这种威胁,工程上最有效、最保险的手段还是使用核武器将其摧毁。直径二三十米的小行星才是造访地球的常客,最好的防御方式则是通过动能撞击将其击碎,使其不以整体形式撞击地球;但动能撞击产生的碎片仍可能对人类造成威胁,可用激光烧蚀体积较大的碎片,使其受热爆炸,进入大气层后全部烧毁。

姜宇的计算结果表明,对碎石堆结构的小行星,如采用大小是其五分之一的球体以数公里每秒的相对速度撞击,可以将其完全摧毁,形成大量碎石,这些碎石绝大多数会在进入大气层后烧蚀殆尽。

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