50余名中國專家共商“近地小行星防御”

近期，一顆名為2024YR4的小行星存在撞擊地球概率的新聞引發(fā)民眾對(duì)于潛在威脅小天體的熱議，與此同時(shí)，我國于此前公開的“近地小行星防御”計(jì)劃也再度引發(fā)關(guān)注。為給我國近地小行星防御工程立項(xiàng)論證和研制實(shí)施提供新思路，3月13日，由我國深空探測實(shí)驗(yàn)室承辦的一場主題為“近地小行星防御關(guān)鍵科學(xué)與工程技術(shù)問題”的學(xué)術(shù)討論會(huì)在北京開幕。來自國內(nèi)20余家機(jī)構(gòu)的50余名專家學(xué)者應(yīng)邀參會(huì)，共同探討近地小行星防御的科學(xué)問題，以及相關(guān)探測技術(shù)、測控技術(shù)和撞擊技術(shù)，并進(jìn)一步凝練關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題，助力我國首次小行星防御演示驗(yàn)證任務(wù)成功實(shí)施，推動(dòng)后續(xù)系列任務(wù)論證、立項(xiàng)，加快構(gòu)建我國近地小行星防御體系、保護(hù)人類共同家園。

近地小行星撞擊地球是人類長期、持續(xù)發(fā)展面臨的重大威脅，被聯(lián)合國列為威脅人類生存的20大災(zāi)難之一?！董h(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解到，近地小行星撞擊地球事件在宇宙的時(shí)間長河中并不罕見，有一種假說認(rèn)為，6500萬年前一顆直徑約10公里的小行星撞擊在如今的墨西哥灣附近，產(chǎn)生威力超級(jí)巨大的爆炸，這被認(rèn)為是造成恐龍滅絕的原因之一。1908年的通古斯大爆炸，一顆直徑約50米的小天體撞擊地球，爆炸當(dāng)量約2000萬噸TNT，造成2150平方公里的森林被鏟平。而就在不遠(yuǎn)前的2013年，一顆直徑約18米的小天體撞擊地球，爆炸當(dāng)量約50萬噸TNT，此次事件在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克造成大約1500人受傷、3000棟房屋受損。迄今為止，人類已發(fā)現(xiàn)的小行星數(shù)量還只是冰山一角，大量可能危及地球安全的近地小行星隱匿于茫茫太空之中。

小行星示意圖（視覺中國）

此前有研究數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)足球場大小的小行星足以對(duì)地球上的局部區(qū)域造成災(zāi)難性的后果。一個(gè)城鎮(zhèn)般大小的小行星將引起全球性災(zāi)難，導(dǎo)致大規(guī)模的物種滅絕。而如此危險(xiǎn)的“天外來客”，在太陽系中超過3.5萬個(gè)。

“近地小行星撞擊地球的威脅是全人類共同面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，關(guān)乎整個(gè)地球的安全與未來。一旦發(fā)生嚴(yán)重的近地小行星撞擊事件，人類文明可能會(huì)遭受毀滅性的打擊，甚至就此終結(jié)?！鄙羁仗綔y實(shí)驗(yàn)室主任兼首席科學(xué)家、中國工程院院士吳偉仁3月13日向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，我國積極開展近地小行星防御系列任務(wù)，這當(dāng)中蘊(yùn)含著極為重要的科學(xué)意義、工程價(jià)值和人文精神。

目前，世界上的一些航天大國都在開展近地小行星防御的相關(guān)計(jì)劃，例如，美國的近地小行星防御演示驗(yàn)證任務(wù)，即“雙小行星重定向測試”（DART）任務(wù)已經(jīng)于2022年9月實(shí)現(xiàn)對(duì)小行星迪蒂莫斯的子星狄莫弗斯的動(dòng)能撞擊，成功改變了其繞迪蒂莫斯公轉(zhuǎn)的周期。歐空局的赫拉（Hera）任務(wù)還將對(duì)DART任務(wù)的撞擊目標(biāo)開展進(jìn)一步詳細(xì)勘察。

作為負(fù)責(zé)任的航天大國，我國也高度重視近地小行星對(duì)于地球與人類安全的威脅，此前已公開近地小行星防御任務(wù)相關(guān)計(jì)劃，并加速實(shí)施。

在2023年4月舉行的首屆深空探測（天都）國際會(huì)議開幕式暨主論壇上，來自中國深空探測領(lǐng)域的專家向公眾詳細(xì)介紹了中國的近地小行星防御計(jì)劃，并面向全球公開征集首次任務(wù)的總體方案以及相關(guān)規(guī)劃，計(jì)劃將在2030年首次實(shí)現(xiàn)對(duì)小行星的動(dòng)能撞擊。

而在去年召開的第二屆深空探測（天都）國際會(huì)議上，中國國家航天局發(fā)布了中國首次近地小行星防御任務(wù)方案與國際合作設(shè)想。根據(jù)該設(shè)想，中國首次近地小行星防御任務(wù)計(jì)劃選用“伴飛+撞擊+伴飛”模式，當(dāng)撞擊器對(duì)目標(biāo)小行星實(shí)施動(dòng)能撞擊時(shí)，探測器對(duì)撞擊過程進(jìn)行全程觀測，并在撞后繼續(xù)開展撞擊效果評(píng)估和科學(xué)探測等工作。通過一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)“動(dòng)能撞擊+天基評(píng)估”。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，近地小行星防御可采用撞擊+掠飛，撞擊+掠飛+伴飛以及伴飛+撞擊+伴飛等不同的組合方案，每種方案各有優(yōu)點(diǎn)。其中，動(dòng)能撞擊防御技術(shù)是目前防御小行星撞擊地球的相對(duì)簡單的方法，其基本原理是通過高速撞擊體直接撞擊小行星，以改變其軌道，從而避免其與地球相撞。該技術(shù)具有技術(shù)成熟度高、啟動(dòng)迅速、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

“要做到‘撞得準(zhǔn)、推得動(dòng)、評(píng)得出、說得清’，仍面臨諸多復(fù)雜而艱巨的挑戰(zhàn)，”吳偉仁介紹稱，如小行星軌道動(dòng)力學(xué)與演化特征、撞擊危害機(jī)理與效應(yīng)、在軌處置響應(yīng)機(jī)理等科學(xué)問題有待進(jìn)一步明晰，同時(shí)在空間位置要素多、器地時(shí)延大、測控?cái)?shù)傳狀態(tài)復(fù)雜等多種條件下，探測、測控、撞擊等技術(shù)及基礎(chǔ)設(shè)施還有待加強(qiáng)。

此前，2024YR4小行星撞擊地球的風(fēng)險(xiǎn)概率持續(xù)變化也凸顯出小行星監(jiān)測難的問題。據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，目前，科學(xué)家是根據(jù)地面天文觀測確定小行星的初始狀態(tài)之后，再結(jié)合太陽系的高精度模型，預(yù)報(bào)未來任意時(shí)刻小行星的位置。只有當(dāng)觀測數(shù)據(jù)不斷積累，對(duì)撞擊概率的預(yù)測才會(huì)越來越準(zhǔn)。

在本次學(xué)術(shù)討論會(huì)上，吳偉仁也提出，針對(duì)近地小行星的日常編目、威脅預(yù)警、短臨預(yù)報(bào)等場景需求，我們要建設(shè)天地協(xié)同監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。而針對(duì)不同尺寸近地小行星撞擊風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)需求，需要研制多種手段的航天器處置和評(píng)估技術(shù)，發(fā)展防控兼?zhèn)涞奶幹孟到y(tǒng)。

“我們需要實(shí)施在軌處置演示驗(yàn)證，豐富處置技術(shù)，提升綜合應(yīng)對(duì)能力。要進(jìn)一步構(gòu)建綜合服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)小行星防御業(yè)務(wù)化運(yùn)行。同時(shí)還要緊密加強(qiáng)國際交流合作，保衛(wèi)人類共同的地球家園，著力構(gòu)建行星防御領(lǐng)域人類命運(yùn)共同體。要加強(qiáng)基礎(chǔ)前沿科學(xué)和關(guān)鍵核心技術(shù)研究，為提升我國近地小行星防御能力、建設(shè)近地小行星防御體系、實(shí)施在軌演示驗(yàn)證任務(wù)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐?！眳莻ト时硎?。

本文為科普中國·創(chuàng)作培育計(jì)劃扶持作品

作者：環(huán)球時(shí)報(bào)

出品：中國科協(xié)科普部

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