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  《地球浩劫》(1979年) 一颗小行星和彗星发生了碰撞,令一个长达8公里的碎片直冲地球。美国和苏联联手,向太空碎片发射核武器,使其炸毁。

  《彗星撞地球》(1998年) 人类突然发现一颗彗星直冲地球而来,一群宇航员乘坐太空飞船登上彗星,往其核心设置核弹,成功炸毁了彗星大块。

  《世界末日》(1998年)当一颗面积有得克萨斯州那么大的小行星快速冲向地球,布鲁斯威利斯扮演的英雄及其团队登上其表面,用石油钻井的方法将其炸毁。

  刚刚进入2012年,就有两颗小行星和地球擦肩而过。这些小行星悄悄“造访”,如同每次天外行星和地球亲密接触的故事一样,总是有惊无险。很快,人们便把这些危险忘了。但科学家们并没有闲下来,美国航空航天局和欧洲宇航局的科学家们很清楚,接近地球并真的掉下来的天体,此前有,现在有,将来还会有。人类只有未雨绸缪做好防御准备,才不会招来噩运。

  现在,在投资到位的情况下,科学家开始着手行动了。欧盟政府近期投入400万美元,资助“近地天体防护盾”,考虑各种防御天体撞地球的方法,其将经过理论、实验、模型等各阶段,最终选择一种方案,比如导弹炸毁、引力转移、爆破排斥等,令地球重获安全。到2020年,在经过大量科学论证后,这些原本科幻电影中才有的举措极有可能变成现实。

  天外飞星频繁接近地球

  从统计学上讲,一颗较大的小行星撞击地球的概率很低。不过,概率再低并不代表就不会发生,科学家知道,行星或彗星撞地球的故事,以前发生过,以后还会发生。

  1月27日,太空岩石“2012 BX34”悄悄路过地球,其仅一辆公共汽车大,与地球距离约为月球至地球距离的五分之一。科学家说,这颗太空岩石只有11米宽,即使撞上地球,也不会造成任何影响,因为这么小的太空岩石,根本没法穿过大气层。

  美国宇航局加州理工大学“蒸汽动力实验室”的官方微博称,借助先进雷达网络,的确探测到了这颗太空岩石的造访轨迹,“这些小家伙总是在最后一刻才现身,但它们没有危险——因为很快就燃烧了。我们寻找的是大家伙。”

  科学家认为,远道而来的“大家伙”才会对地球造成危险。这几天,就会有一个“大家伙”往地球方向冲来。1月31日,小行星“433艾若思”(爱神星)将从地球上空划过。“433艾若思”形状如花生,宽约32公里。科学家早在1898年就发现了它,它的轨道呈椭圆型,每1.76年就会出现在距地球320万公里范围内。这次“433艾若思”离地球的位置是1975年以来最近的一次——两者相距约267万公里。在天文学上,这已是很近的距离了。

  “2012 BX34”和“433艾若思”(爱神星)的来访,并未实际威胁人类。于是,人类听着各种小行星邻居们的旅行踪迹,但听完了,该正常上班的还会正常上班,生活没有丝毫变化。普通人很快便忘了“433艾若思”这样的术词,因为人们知道,从统计学上讲,一颗较大的小行星撞击地球的概率很低。不过,概率再低并不代表就不会发生,科学家知道,行星或彗星撞地球的故事,以前发生过,以后还会发生。往远的历史看,有恐龙那悲惨的结局,往近的历史看,在美国亚利桑那州、德国南部和加拿大魁北克省等地方,都有被巨大太空岩石撞击后伤痕累累的纪录。

  事实上,平均下来,每年都会有一颗汽车大小的天体物质从天而降,穿越地球大气层,制造出蔚为壮观的火球。根据统计,每2000年左右,都会有一颗足球场大小的天体撞到地球,造成一定区域的明显损害。

  每几百万年,一颗直径用公里计算的小天体会撞击地球,造成全球性伤害。而这些计算,只是基于人类目前所掌握的小行星信息。

  如果站在远一点的位置看地球,会发现我们的星球被无数运动着的小行星包围着。根据美国宇航局用红外望远镜拍摄的照片统计,地球周围有980多颗长度在1公里以上的小行星,还有1.95万颗在100米以上。这些看似不起眼的小行星,大部分都还没有被人们发现。而这些,还不包括地球外围无数的小岩石。

  观察不到不代表这些危险就不存在。一些专家称,随着观测技术的进步,未来几年,会涌现出更多新的小行星数据。科学家警告,其中的一些太空岩石,可能某天就会对我们造成危险。

  三招打造“地球神盾”

  “近地小天体防护盾”项目虽然是欧盟出资,但这个项目将是全球合作的结果,欧洲、美国和俄罗斯的13个研究机构、大学和产业公司参与。动力冲击、引力拖引和引爆排危法,将是主要突破方向

  在国际天文学界,对近地小天体的研究长期以来都是重要领域,但是,这些研究更多集中在探测方法的改进、对小行星成分研究等方面。当然,人们很早就开始考虑如何防御这些潜在的小行星撞击,但始终都还处于理论或想象阶段,而其中很多想法,因过于庞大,或距离太远,只能在科幻小说或电影中才能出现。

  而现在,欧洲宇航局的实际行动,让这些看似疯狂的想法开始“触地”,往现实的方向发展。得到资助的,是德国太空中心“近地小天体防护盾”项目。“近地天体”指的是靠近地球的太阳系天体,其中包括几千个近地小行星、近地彗星、围绕太阳转的太空器,以及一些较大的流星。

  欧盟向“近地小天体防护盾”项目慷慨地拨出400万欧元,此外,其还将得到科学机构和产业方面180万欧元的额外资助。这些钱,并非让该机构立马打造出一个“神盾”来,而是让其在3年时间中,得出一个可以试行的方案蓝图。如果一切顺利,到2020年,“地球神盾”可能会开始真正运行。

  从目前来看,怎么打退有潜在威胁的小行星,以下三种方法最广为人知。第一种方法是动力法。科学家想象,如果能建造起一个巨大的轨道对撞器,对准直冲地球而来的小行星轻轻一打,将其打歪出轨道外;第二种方法是引力法。人类可以建起一个小型探测器,徘徊在敌方天体旁边,不用直接接触到天体,而凭借离子推进和天体保持一定距离,然后利用其自身引力,把天体牵引着拉出危险的轨道;最后一种方法是核爆法,用核导弹对入袭天体发动全面“攻击”,令其在未到达地球时爆炸瓦解或脱离轨道。

  “当然,科学家已经提出很多建议,”“近地小天体防护盾”项目首席科学家哈里斯说,“但到目前为止,他们大多仅来自一家机构,甚至可能只来自一个人。所以还很难去实施它们。”

  参与“近地小天体防护盾”项目的欧洲宇航防务集团阿斯特里姆公司负责人沃尔夫兰姆洛克表示,他们将有系统地对所有的防御方法进行考察。根据“近地小天体防护盾”项目新近发表的论文,虽然是欧盟出资,但这个项目将是全球合作的结果,欧洲、美国和俄罗斯的13个研究机构、大学和产业公司参与。动力冲击、引力牵引和引爆排危法,将是主要突破方向。科学家看来,这三种方法最有可行性,也最成熟。

  核爆法是最无奈替代法

  最迅速的方法可能是核引爆法了,即用一个爆破性的武器把天体打掉。参与项目研究的科学家称,鉴于政治和伦理因素,核弹爆破法只能在最极端的情况下才能使用。而且科学家不会对核爆法进行测试

  欧洲宇航防务集团的专家此前已经在构建动力冲击方案,甚至已经将这项计划命名为“堂吉诃德项目”,但因为没有资助,其还处于纸上谈兵阶段。哈里斯指出,“堂吉诃德”项目提出的动力冲击方案还有很多问题需要解决。这个对撞器产生的动力,必须根据来袭天体的物理性质来设计,而且对撞必须十分精确。目前,关键的对撞参数完全未知,对撞期如何依据对撞速度、对象大小、位置等信息自动反应?如何避开不利的太阳光影响?对撞时刻如何保障对撞准确性?这些都还没有答案。

  欧洲科学家在想着动力的问题,而美国科学家——地外文明搜索研究所的卡尔萨根中心的科学家们,则在考虑引力牵引法,但这种方法还处于理论层面。哈里斯说,即使上升到设计层面,引力牵引法还有很多技术挑战等待解决:如何最小化燃料消耗,最大化排斥力?探测器和天体之间的距离该是多少?用引力排斥产生效果,可能需要多年时间,如何保证仪器长期保持可靠性?

  最迅速的方法可能是核引爆法了,即用一个爆破性的武器把天体打掉。哈里斯说,这是“最后,最无奈的替代法”了。提出这个方法的是俄罗斯人,俄罗斯联邦太空署的工程师正在考虑如何通过弹道导弹和空中防御导弹来避免天外来客亲吻地球,而目前人类所掌握的最具爆破性的技术便是核爆。

  即使是看似最直接的方法,也还有很多问题没有解决。比如,是直接对炸,对天体表面爆炸,还是埋入天体核心内部爆炸更有效?如果需要将爆炸物深入天体内部,目前的钻探技术是否足够?如果天体表面爆炸就可以把小行星炸出轨道,到底需要进行多大程度的引爆?如果整个天体都被摧毁,其瓦解后的结构及成分是否还会产生危险?

  “我们想展示最可行、最经济的应对方案。我们想告诉人们,这是可以做到的。”哈里斯说,现在还没法决定最终的方案到底是引力牵引还是动力冲击,也有可能会是两者的结合。哈里斯认为,可能需要根据小天体的具体威胁来决定到底哪种方法更合适。比如说,直径在100到500米的小行星,撞击地球的可能性更大,因此从逻辑上说,应该重点关照这些小天体。目前的近地小天体监测技术,可以提前10年或20年就发出预警,因此,对付这些小天体采用动力对撞法更为合适。如果人类可以提前20年以上发出预警,或者当动力冲击法实施效果有差距,可以计算出小天体的轨道在受冲击后到底发生了多大变化,然后再用引力牵引法作为补充,慢慢地让小天体改变轨道。不过,真是这样的话,经济代价就可能非常高。

  哈里斯强调,鉴于政治和伦理因素,核弹爆破法只能在最极端的情况下才能使用。比如,当小行星很快就要冲击地球,预警期低于5年,或其直径大于1公里,而别的方法都失效时。有一点可以确定的是,不会对核爆法进行测试。如果真的需要用核弹来阻挡冲向地球的小行星,需要一系列的国际组织介入。“这不是欧洲能自己说了算的,真要碰到这种情况,全球都需要坐在一起讨论。”

  出招前先摸清小行星面目

  近地小天体防护盾”项目结束时,人类可以清楚地掌握1万颗近地小天体的信息。到底哪一颗会对地球产生威胁?在决定最终防御手段之前,这才是最重要的工作

  除了探索应对方法外,科学家还在努力进行着探测,以更多了解我们的太空邻居们。知己知彼,才是任何防御措施的关键前提。

  美国航空航天局准备在2016年发射一颗探测器,拜访小行星“1999 RQ36”,如果计划顺利完成,其将在7年后回到地球,带来这颗小行星的样本。德国太空中心的科学家们,也正在考虑发射探测器,到太空中寻找各类小行星。

  目前,地球周边已知的近地小天体大约有8000颗,而它们被人所发现的速度惊人,每个月都有70颗近地小天体被发现。哈里斯指出,“近地小天体防护盾”项目结束时,人类可以清楚地掌握1万颗近地小天体的信息。在这海量的小天体中,到底哪一颗会对地球产生威胁?在决定最终防御手段之前,这才是最重要的工作,因此,“近地小天体防护盾”的主要工作之一,就是给这数量迅速扩大的近地小天体分类,分析、判断每一颗小天体的动力和物理成分,最终在大量小天体中找出潜在的“有害分子”,然后,再决定所采用的防御方法,并进行实验,最终测试实施。

  “近地小天体防护盾”项目成立后,前宇航员罗斯蒂施威卡特表示,这个举措是人类历史上第一次消除近地小天体威胁的严肃、综合且专业的分析。“有一群国际组织参与到这个项目中来,这很关键,可以保证最终的结果得到更大程度地认可。”施威卡特说,在处理近地小天体的威胁这件事上,必须赶在撞击概率提高之前就做出行动,“在很多时候,人们慢慢等待一个好的决定,却最终为时已晚。”(金煜)

  地球神盾构想图

  1 核爆法

  即用核导弹对入袭天体发动全面“攻击”,令其在未到达地球时爆炸瓦解或脱离轨道。

  2 引力法

  人类可以建起一个小型探测器,徘徊在敌方天体旁边,不用直接接触到天体,而凭借离子推进和天体保持一定距离,然后利用其自身引力,把天体牵引着拉出危险的轨道。

  3 动力法

  科学家想象,如果能建造起一个巨大的轨道对撞器,对准直冲地球而来的小行星轻轻一打,将其打歪出轨道外。

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channelId 1 1 “地球神盾”登场 对付天外飞星 1 刚刚进入2012年,就有两颗小行星和地球擦肩而过。这些小行星悄悄“造访”,如同每次天外行星和地球亲密接触的故事一样,总是有惊无险。