人类准备好应对近地天体的威胁了吗?
- 2021-03-30 14:31
- 科技日报
针对不同的小行星,防范方法也不同。比如小行星的轨道可以通过直接撞击和脉冲方式爆破的方式缓慢改变,也可以通过重力拖船、太阳帆、光压等渐进方式改变。
赵海滨,紫金山天文台研究员,近地天体探测和太阳系天体研究小组首席科学家
3月22日,一颗大小是哈利法塔两倍的小行星2001FO32在近距离与地球相遇。——有惊无险,安全飞越地球。虽然小行星撞击地球的概率很小,但是一旦撞击地球,后果不堪设想。
1994年,苏梅克-利维9号彗星与太阳系最大的行星木星相撞。在连续五天多的时间里,20多块彗星碎片撞上了木星,相当于五天多的时间里有20亿颗原子弹在木星上空爆炸,具有毁灭性。
从过去吸取教训后,我们的科学家一直在密切监测近地小行星。“经过”地球的小行星也为天文学家提供了宝贵的观察机会,使他们能够近距离观察太阳系形成之初形成的小行星。
密切监视危险的近地小行星
在众多近地小天体(包括小行星、流星、彗星等)中。),一个叫做潜在威胁对象。“要成为潜在威胁天体,需要满足两个条件:一是距离足够近,达到离地球不到0.05天文单位(约750万公里)的轨道距离;第二,体积足够大,直径大于140米。”紫金山天文台研究员、近地天体探测和太阳系天体研究小组首席科学家赵海滨在接受《科技日报》采访时说,如果一颗近地小行星同时满足这两个条件,它就是地球的潜在威胁对象。
其实潜在威胁天体的隐藏含义就是对整个地球构成威胁。赵海滨进一步解释说,一些较小的近地小行星可能非常靠近地球,但它们不会被列为具有潜在威胁的物体,因为它们不足以影响整个地球。一些较小的目标可能进入地球和月球之间的距离内,甚至在同步卫星的轨道内。即使它们与地球相撞,由于地球大气层可以消耗其部分物质,只留下少量陨石,单个目标造成的威胁并没有那么大,但由于其数量众多,它们对地球和人类生命安全的威胁不容低估。
防止近地天体入侵需要不断的监测和预警,这主要是通过大型天文望远镜,特别是那些视野开阔的望远镜来实现的。"对于近地天体的监测和预警,发现是第一步."赵海滨强调,我们只有在发现它、跟踪和观察它并获得准确的轨道后,才能评估它是否对地球构成威胁,因此及时发现是先决条件。
世界上有大量来自美国的关于近地天体监测和预警的数据,这依赖于在美国工作的大量望远镜。在中国,紫金山天文台的一台1.04米透光孔径的施密特光学望远镜可以对近地小行星进行监测和预警。这个被称为“近地天体望远镜”的天文设备也是目前国际小行星监测网络中唯一一个通常提供中国数据的望远镜。
"近地天体望远镜已经发现了20多颗近地小行星,其中5颗是具有潜在威胁的天体."赵海滨告诉记者,虽然国内设备数量少,场地相对单一,但我们仍在努力为中国做出贡献。
用不同的方式防止不同的“悄悄话”
如果近地小行星对地球的生存构成了真正的威胁,人类该怎么办?
其实对小行星的监测预警并不是最终目的,目的是为了化解对地球的威胁,这就是所谓的“小行星防御”。
"最直接的防御就是改变小行星的轨道."赵海滨给出的解简洁明了,因为小行星和地球都属于太阳系中运动的天体,必然受到太阳系引力定律的影响。
为了改变小行星的轨道而不冲向地球,需要考虑小行星的大小、运行速度、组成材料和力学性质。正是因为小行星种类繁多,所以防御方法需要仔细深入的考虑。
2005年,美国对一颗彗星进行了空间撞击,——“深度撞击”探测器释放的撞击器“击中”了距地球4.31亿公里的彗星Tempe-1。赵海滨举例分析说,这是人类抵御近地小行星的一次尝试。它的意图之一是知道如果近地物体即将撞击地球,需要什么操作来改变它的轨道。
赵海滨透露,未来几年,人类将对双星系统中的一颗小行星进行撞击试验,届时双星系统中的小行星将成为太阳系中第一个被人类以可测量的方式改变轨道的天体。这项名为“飞镖项目”的撞击实验将为人类防御近地天体提供重要数据。
“根据不同的小行星,预防方法也不同。比如可以采用脉冲方式直接撞击爆炸,也可以采用重力拖轮、太阳帆、光压等渐进方式,慢慢改变小行星轨道。”赵海滨介绍说,这两种方法目前正在研究过程中。
研究小行星的价值不仅在于化解威胁
毫无疑问,研究小行星的首要价值在于解决真正的威胁。如上所述,天文学家研究小行星的动态轨道和物理特征可以为人类防范近地小行星的撞击和评估撞击危害提供关键数据。
此外,对小行星的研究具有重要的科学意义。赵海滨说,例如,关于生命和水的来源,近地小行星或近地彗星是人类的主要疑点。有可能是他们给地球带来了生命的种子和水,这就需要科学家去研究地球的水和小天体的水成分的相关性。这些研究与人类的终极问题之一有关。
小行星本身有很多谜团需要解开。“它本身是原行星盘向太阳系行星演化的中间产物。”赵海滨进一步解释说,太阳系中有行星、矮行星和小行星,当然也会有一些气体尘埃。在这个系统中
统中,小行星是太阳星云向行星演化过程中,成为了一种星子阶段的行星体“半成品”,这为研究行星的演化历程甚至太阳系的起源和演化提供了非常好的线索,所以研究小行星对于探索宇宙学的终极科学问题之一——太阳系的演化具有重要的支撑意义。值得一提的是,在人类最终走向太空、利用太空资源的过程中,近地小行星的资源很可能是人类最先得以利用的。“特别是一些富含稀有金属、矿物和水资源的小行星,对于未来人类利用太空资源具有非常重要的意义。”赵海斌说。
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