行星来袭，何以拯救地球？太空中的行星防御术能够成功吗？

地球，银河系中的众矢之的，我们能够打赢这场行星防御战吗？

我们该如何应对来袭的太空岩石这一双重麻烦——它们不仅对地球有害，而且由于其构成特殊，人们很难对付这些岩石。

(图片来源：NASA/戈达德/亚利桑那大学）

过去几年中，发生了一系列与各种小行星近距离接触和撞击的事件。有趣的是，在一些情况中，小行星的碎石堆构成令人惊讶。

多个国家的小行星探测器发现的不是坚固的天体，而是无数碎石和巨砾，它们被天体自身的小重力场松散地结合在一起。

最近，美国国家航空航天局（NASA）的OSIRIS-REx任务在小行星贝努（Bennu）上留下了咬痕，它从碎石堆中攫取碎片并装袋，然后在去年9月将这些收集物空投到犹他州。同样，日本的两次 "隼鸟 "任务也将小行星 "丝川"（2010 年）和小行星 "龙宫"（2020 年）的碎石堆标本拖回了地球。

这些情况正在行星防御界流传。我们该如何应对来袭的太空岩石这一双重麻烦——它们不仅对地球有害，而且由于其构成特殊，人们很难对付这些岩石。

求助技术

美国国家航空航天局（NASA）的 "双小行星重定向试验"（或称 "DART"）取得了巨大成功，人类首次完成了有目的地移动天体的任务。经过 10 个月的旅程，DART 于 2022 年 9 月对小行星 Dimorphos 进行了精确的动能撞击，改变了该小行星绕其小伙伴小行星 Didymos 的轨道周期。

“撞击前的预测预估小行星可能发生一系列偏转，撞击后的结果显示，目标小行星发生了显著偏转，这正是高端的撞击前模型所预测到的。"美国国家航空航天局（NASA）报告称，DART的结果"在未来有必要应用该技术时，是大有前景的”。喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）工程研究员约翰-布罗菲（John Brophy）说，“DART展示的动能撞击法一直是试图偏转飞向地球的小行星的 ‘求助技术’”。

布罗菲告诉太空网，“他们撞击的位置非常接近质量中心。这个撞击位置很好。”另一方面，小行星碎石堆似乎让人想到了《阿甘正传》中的那句箴言：生活就像一盒巧克力：“你永远不知道你会得到什么。”“在一次撞击中，如果撞击得足够猛烈，使其发生偏转，就很有可能破坏它。”布罗菲说，"破坏意味着把它炸得四分五裂。接下来就会发生 ‘一个结果不确定的混乱过程’。”

动能撞击前两秒钟，美国国家航空航天局的双小行星重定向测试（DART）所拍摄的小行星迪莫非斯的最后一张完整图像。(图片来源：NASA/Johns Hopkins APL）

受控的过程

有一种想法是让动能撞击器更友好、更温和地反复撞击目标，但这种方法也带来挑战。

布罗菲是被称为离子束偏转的行星防御新思路的研究负责人。他说，"引导离子束按照小行星的速度矢量撞击小行星。通过离子束偏转，可以在几个月、甚至一两年的时间里将能量分散。"。

布罗菲补充说道，使用这种离子束概念有几个好处。首先，该过程非常可控。也适用于碎石堆，而且不在乎物体的强度、构成或太空岩石的旋转方式。

布罗菲表示，“离子束偏转 "是一种具有潜在吸引力的方法，可以帮助减少碎石堆偏转的问题。”他也指出，当然也可以使用核装置进行偏转，但这被许多人视为最后手段。

通过离子束偏转小行星的技术还在研究中。(图片来源：马德里理工大学空间动力学小组）

大狗

埃德-卢（Ed Lu）是小行星研究所（Asteroid Institute）的执行主任，该研究所是 B612 基金会的一个项目。作为美国国家航空航天局（NASA）宇航员，他执行过三次太空任务，在地球轨道上飞行了 206 天，帮助建造了国际空间站并在站上生活。

卢也是 “重力牵引器”的共同发明人之一。“重力牵引器”是一种可控的偏转小行星的方法，只利用航天器的重力场来传递所需的冲力。他说，他们正对以实验方式在太空中测试这一概念开展研究。

从行星防御的角度来看，卢早就表示过，偏转并不是很困难。“它从来都不是最难的部分。”他告诉太空网（Space.com）：“一直以来，寻找、跟踪和获得完整的目录，以及知道什么时候会有东西撞上才是最是困难的。”

卢说，有关小行星的重大新闻是，目前智利的Cerro Pachón正在建造的薇拉-鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）。预计该天文台将十分擅长发现新的小行星，因为该设施每晚都将监测大片天空，并能探测到非常暗淡的移动物体。

卢还表示，“这是真正的 ‘大狗’，可以在未来几年内发现大部分小行星。它运行的头几年所发现的小行星数量是最多的。那时候发现任何行星都很容易。”

图为2023年10月落日余晖中即将完工的薇拉-鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）。(图片来源：RubinObs/NSF/AURA/H. Stockebrand）

管理问题

最近的一项民意调查显示，关注小行星撞击地球的轨迹应该是NASA的首要任务。

皮尤研究中心（Pew Research Center）7 月 20 日的一项 "事实库 "调查结果显示，“监测有可能撞击地球的小行星是美国国家航空航天局（NASA）首先需要处理的公共事项。监测地球的气候系统也是 NASA 的首要任务。但是相对较少的美国人认为，将人类宇航员送上月球或火星应该是首要任务。

在技术上处理碎石堆是一回事，但似乎还需要做更多的工作来解决抵御小行星撞击地球的政治和社会学方面的问题。

尼古拉-施密特（Nikola Schmidt）是布拉格国际关系学院新兴技术治理中心的高级研究员和负责人。他最近撰写了一篇关于 30 年行星防御治理的文章。

施密特告诉太空网：“问题是，我们不知道碎石堆表面下有什么。内部可能有空洞，或者更大的岩石之间的空间可能完全被碎石填满。这是我们所不知道的，而且可能会造成明显不同的影响。因此，结构是一个问题，据信大约70-80%的小行星都是由碎石堆组成的。”

安全制度

施密特在《宇航学报》（Acta Astronautica）1月刊上发表的论文中指出，“今天，我们还没有到可以顺利保卫地球的地步。”

他也很快补充道，"这并不是说联合国机构、专家实体和整个行星防御科学界没有进行沟通和信息共享。它们确实在这样做，但各国希望将决策权掌握在自己手中，这与在地球层面做好准备、避免在威胁迫在眉睫时进行不必要的国际讨论是背道而驰的。”

施密特还表示：“这就是各国以多边安全机制的形式开展国际合作的原因。这些制度规定了决策程序，不会因特定国家的选举而改变，可以为所有国家提供不平等贡献的安全保证，这对小国的安全和强国行动的合法性至关重要--每个国家都可以贡献自己力所能及的力量，但所有国家都从合作中享有同等的安全。”

世界责任

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施密特告诉美国太空网，他多年来一直认为行星防御关乎世界性责任，“这种责任是由不断产生的有关小行星及其轨道的新科学知识构成的。这些知识改变了我们对周围世界的认知，而我们的认知超越了民族国家的边界，也超越了民族国家的力量。因此，国家必须找到合作的方式，否则就无法实现其存在的主要理由，即为公民提供安全。”

施密特总结道，“世界主义也不是一种可以向公众推销的语言，但是行星防御和其他任何东西一样，正在不断变革的社会中重新阐明社会契约。”