“三体”照进现实：“中国复眼”助力中国版“行星防御计划”

行星防御理事会（Planet Defence Council，简称PDC）是《三体》系列小说中的组织，首次登场于《三体2：黑暗森林》。

小说中，联合国在打击地球三体组织的过程中，了解到三体文明的存在。通过截获地球三体组织与三体文明的通讯记录，知道了智子已经到达地球，锁死了人类科学研究的工具；知道了智子正在对人类进行全方位监听；知道了上千艘三体太空战舰正在向太阳系驶来，人类开始陷入恐慌，各国政府空前团结，在联合国的架构下成立了“行星防御理事会”，研究对策以应对三体文明的侵袭。而在现实中，“行星防御”这一概念却有着不同的指向。

行星防御理事会徽章。网络图

据科技日报10月22日报道，在安徽合肥召开的中国科协年会主论坛上，中国探月工程总设计师、深空探测实验室主任兼首席科学家、中国工程院院士吴伟仁在报告中介绍了中国深空探测未来15年的计划。其中提到，我国在行星探测领域计划开展的工程包括首次实施近地小行星防御任务，“针对近地小行星撞击地球这一极小概率、极大危害事件，我们将对一颗数千万公里外的小行星实施动能撞击，使其改变运行轨道，并在轨开展撞击效果评估，实现‘撞得准，推得动，测得出，说得清’。”

可以看到，在现实中，“行星防御”已走出科幻的概念，摆上我国科学家的日程。那么我国的“行星防御”计划是怎样的？上游新闻通过公开报道进行了了解。

1200颗近地小行星或撞地球

据中国新闻周刊介绍，小行星指的是沿椭圆轨道围绕太阳公转的自然形成的固态小天体。

而对地球有撞击威胁的主要是近地小行星，即公转轨道与地球轨道相交或距离非常近的小行星。这些小行星在受到引力扰动或相互撞击时，大概率会偏离原有轨道，当其接近地球轨道时，很可能与地球发生碰撞，地球表面的陨石坑便是有力证明。大约6550万年前，包括恐龙在内的绝大部分地球动植物灭绝，其中一种原因猜想便是“陨石碰撞说”。

车里雅宾斯克事件。网络图

另据环球网介绍，经欧洲航天局测算，目前约有2.7万颗近地小行星，其中1200颗有撞击地球的可能性。NASA表示，直径超过1000米的大型小行星撞击地球，足以造成恐龙灭绝等级的严重破坏，但它们更容易被观察到，目前未发现可能撞击地球的此类小行星；而体积较小的小行星不足以对地球造成太大的破坏，大部分在穿越地球大气层时就被烧毁了。因此真正对地球构成威胁的小行星，直径通常在140米到1000米之间，它们更难被发现，但如果撞击地球仍可能造成大规模破坏。

中国版“行星防御计划”

在今年4月24日的中国航天日当天，中国国家航天局副局长吴艳华首次向外界披露，我国将着手组建近地小行星防御系统，以应对近地小行星撞击的威胁。吴艳华表示，中国首先要完善建立地基天基对小行星的监测预警系统，不仅要编目，关键是分析判断哪些是重危型；要对是否有可能解除这些威胁进行技术研究和攻关。

在完善对小行星探测能力的同时，中国也要着手组建近地小行星防御系统。吴艳华透露，未来中国将组织编制近地小行星防御发展规划，开发近地小天体防御仿真推演软件，并组织开展基本流程推演。他表示，要争取在“十四五”末期或者2025年、2026年实施一次对某一颗有威胁的小行星进行抵近观测，实施就近撞击，并就改变其轨道进行技术实验，为未来人类应对小行星等地外天体对地球家园的威胁，作出中国的新贡献。

“中国复眼”助力小行星探测

对于我国近地小行星防御系统中“预警”“解除”的能力，有关专家进行了解读。

“要防御小行星撞击，最关键的是预警、探测、发现并跟踪它，越早越好、越精确越好。”中国空间科学学会空间科学传播专家工作室副主任周炳红接受潮新闻采访时表示。

看到并盯住小行星，我国已经有了一项“神器”，这便是“中国复眼”——目前世界上计划构建的探测距离最远的雷达。

位于重庆市两江新区的“中国复眼”项目，学名超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施，其一期于2022年末正式开机。

据介绍，“中国复眼”由多个小天线构成一个大雷达，就像昆虫的复眼，它能自己发射电磁波探测小行星，并接收自己所发电磁波的回波；而大众熟悉的“中国天眼”是个500米口径的射电天文望远镜，不发射电磁波，而是接收星体发射出来的信号。

北京理工大学重庆创新中心副研究员向寅说：“‘中国复眼’的每个小雷达都可灵活转动，实现±75°的巡天角度，实现类似于相机广角镜的效果。”

“中国复眼”项目将分三期进行。向寅介绍，一期项目主要进行关键技术验证，目前已获得月球正表面局部三维雷达图像，初步验证了对深空目标三维雷达成像的可行性。

“中国复眼”二期计划建设25部30米口径的高分辨率分布式雷达，将能探测距地球750万公里内潜在威胁小行星，约为目前金石雷达系统探测距离的两倍。

“中国复眼”二期效果图。北京理工大学

更厉害的是三期工程的探测距离——1.5亿公里，正好一个天文单位，相当于地球和太阳之间的距离。

向寅还透露，三期工程将有上百部雷达，可看到上千万公里外足球大小陨石的运行轨迹。有了这双“火眼金睛”，对地球有威胁的小行星将无处遁形。

此外据天目新闻报道，中国空间科学学会空间探测专业委员会委员焦维新认为，还需要建立多种轨道的天基观测系统，“目前人类直接通过卫星观测到的小行星数量少得可怜，大量的小行星还是由地面观测站观察到的。”

焦维新表示，对地球有潜在危险的小行星，由于轨道的问题在地面难以被观测到。另外由于小行星的轨道参数很离散，因此人类发射的小行星探测器在轨道分布上也要有多种类型，在地基和天基观测的基础上，通过国际合作建立起近地小行星的分布模型和轨道预报模型，通过理论和实际实验，建立针对不同尺寸、质量、轨道的小行星的防御手段、方法和技术。

多种手段可消除小行星威胁

那么发现了冲着地球飞来的小行星怎么办？自然是让它撞不上地球，手段有很多种。

“对付小行星的手段，主要可以分成三大类。”周炳红介绍：第一类是动能撞击，第二类是核爆，第三类就是其他的，比如引力牵引、附着推离、激光烧蚀、太阳光压等。

“其中动能撞击应该说是技术成熟度最高的。”周炳红说，动能撞击的优点是它能比较快地偏转小行星，但偏转力量较小，一般需要提前十年甚至更长时间，偏转的效果才足够避开地球。

周炳红认为，核爆应该是效果最好的，需要的时间也比较短，一般只需要几年的预警时间就可以偏转一个较大的小行星。“问题在于，核爆技术由于它的危险性，现在还没有进行试验，技术成熟度不高，需要一步步来。”

美国DART撞击小行星前拍摄的画面。中国航天报

也有专家认为，核爆可能把小行星炸成很多碎块，会继续飞向地球，或危害太空中的航天器。这些利弊需要仔细权衡。

“而其他方法如引力拖曳、太阳光压等，技术成熟度也不高，同时其牵引力其实是很小的，需要作用非常长的时间，一般要持续作用几十年才能偏转，这就要求距离非常远就进行预警。”周炳红表示。

相关专家曾提出了一个新概念，叫做“以石击石，借力打力”。“可以用长征五号发射一个航天器，在地球附近抓一颗几百吨至几千吨的石头，把它偏转一下，让它去撞目标小行星，这样的效能比用航天器直接撞击要好10倍以上。我们用一枚火箭就行，直接撞要用十几枚。”周炳红说，目前这还只是一个设想，希望以后能开展实验，在太空中进行验证。

新闻多一点：

多所高校、机构承办、协办全国行星防御大会

在小行星防御领域，除了政府的推动，中国高校及相关研究机构也早已关注。

2021年10月28日，广西大学物理科学与工程技术学院官网发文称，该院承办了第一届全国行星防御大会。

据介绍，10月23日-27日，该院广西相对论天体物理重点实验室联合多所科研院所承办的第一届全国行星防御大会暨第四届行星防御研讨会召开。我国月球和深空探测工程总设计师吴伟仁院士担任大会主席并发表了线上致辞。

第一届全国行星防御大会在桂林举行。大会主办方

本次大会邀请全国行星防御领域专家，通过线上线下相结合的方式，共作30场特邀报告和27场专题报告，众多学者就有关前沿科学问题、关键技术发展、工程实施方案、政策法律构建及国际合作交流等展开深入交流与探讨。

该报道称，桂林理工大学理学院、辽宁大学空间科学与技术研究院、北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室联合承办本次会议。海南文昌国际航天城管理局、中国空气动力研究与发展中心超高速所、中国科学院空间中心、中国科学院紫金山天文台、中国科学院行星科学重点实验室、北京卫星环境工程研究所等参与协办，大会还获得《空间碎片研究》《中国空间科学技术》等期刊支持。

另据伊犁师范大学官网消息，今年7月16日至18日，第二届全国行星防御大会在新疆伊宁召开。

伊犁师范大学官网介绍，会议邀请中国科学院院士、国际宇航科学院院士、中国探月工程（四期）总设计师于登云院士，国家航天局对地观测与数据中心主任赵坚，中国空间技术研究院首席研究员、中国航天科技集团学术技术带头人龚自正发表讲话，龚自正担任会议主席。

会议邀请国家航天局探月与航天工程中心、深空探测实验室副书记胡朝斌，中国科学院国家空间科学中心副主任邹永廖，中国航天系统工程研究院科技委主任何银燕等一众顶尖航天领域科学家出席并作专题报告。此次会议吸引了来自全国知名高校、科研院所、军工企业、科技公司等单位的240余位专家学者参会。

开幕式阶段由特邀专家龚自正主持，共安排了2场主题报告，21场特邀报告和61场专题报告。报告内容涵盖了近地小行星的检测预警、深空探测雷达、在轨处置研究、探测轨道、高速碰撞防御、太空安全体系以及小行星对人类带来的谜团和相关思考等国际前沿科学问题和应用技术手段。

会议期间，赵坚发表了题为《中国近地小行星监测预警能力体系和国际合作发展展望》的主旨报告。

上游新闻综合自 科技日报、澎湃新闻、中国新闻周刊、潮新闻、天目新闻等