用火箭保衛(wèi)地球，小行星粉碎計(jì)劃

插圖顯示小行星被粉碎成碎片。（圖片來源：NASA/JPL）

一組研究人員希望使用一種他們稱為PI的新行星防御方法——英文“粉碎它”的首字母縮寫，將地球從潛在的小行星末日中拯救出來。

該計(jì)劃在加州大學(xué)圣巴巴拉分校 (UCSB) 實(shí)驗(yàn)宇宙學(xué)小組網(wǎng)站上的一篇冗長的技術(shù)論文中進(jìn)行了詳細(xì)說明，并提交給了《太空研究進(jìn)展》雜志——旨在將可能危及生命的大型小行星粉碎成數(shù)百個(gè)小塊，并向小行星的路徑發(fā)射一系列“穿透棒”。

研究人員寫道，這些穿透棒長約 6 到 10 英尺（即1.8 到 3 米），可能含有爆炸物——甚至可能是一些核爆炸物——在那些接近的小行星到達(dá)地球大氣層之前，很早就將其炸成相對地球無害的碎片。

該作者認(rèn)為，由此產(chǎn)生的碎片雨仍可能對下方的結(jié)構(gòu)和人類造成損害。但與大型小行星的影響相比，這種損害可以忽略不計(jì)，例如 2013 年 2 月在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克上空爆炸的 62 英尺寬（19 m）的流星，其強(qiáng)度大約相當(dāng)于 30 顆廣島炸彈。（如果流星直接在一座大城市上空爆炸，由此產(chǎn)生的沖擊波可能會造成數(shù)百萬人死亡，但那次爆炸發(fā)生在車?yán)镅刨e斯克市以外的廣闊地區(qū)，造成損害與受傷，但沒有致命事件）。

用一個(gè)卡通類比，一顆大的小行星和數(shù)百個(gè)小的小行星之間的區(qū)別類似于“一架 500 公斤 [1,100 磅] 的三角鋼琴從一公里的高度落到你的頭上……[或] 500 公斤的泡沫球從相同的高度落到你身上，”研究作者菲利普·魯賓和亞歷山大·科恩都是加州大學(xué)圣地亞哥分校的物理學(xué)家，他們在《科學(xué)美國人》最近的一篇社論中寫道。

PI 計(jì)劃將在接近小行星的路徑中直接部署數(shù)十根長矛狀的“穿透棒”，將巖石“粉碎”成數(shù)百塊。 （圖片來源：亞歷山大·科恩）

迫在眉睫的威脅

美國宇航局追蹤超過 8,000 顆直徑大于 460 英尺（140 米）的近地小行星的運(yùn)動(dòng)。 然而，正如車?yán)镅刨e斯克事件所表明的那樣，較小的物體仍然可以帶來巨大的沖擊。

車?yán)镅刨e斯克流星之所以如此具有破壞性，有一部分原因是天文學(xué)家沒有預(yù)見到它的到來。據(jù)美國宇航局稱，這塊巖石比航天機(jī)構(gòu)通常追蹤的小行星要小得多，它直接從太陽方向向地球沖來。

研究人員說，PI 計(jì)劃的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是理論上可以在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)射裝滿穿透棒的火箭——甚至在物體到達(dá)地球大氣層前幾分鐘。

研究人員在《科學(xué)美國人》發(fā)表的文章中寫道：“在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克上空破碎的20米寬太空巖石大小的撞擊器……可以在撞擊前僅 100 秒被攔截”，使用類似于用于洲際彈道導(dǎo)彈的發(fā)射器。

與此同時(shí)，研究小組表示，一塊像1,200 英尺寬（370 m）小行星 Apophis 大小的巖石可以“在撞擊地球前10天被處理”。 以現(xiàn)有的火箭技術(shù)，如 SpaceX 的獵鷹 9 號運(yùn)載火箭，可以輕松地將爆炸棒部署到這樣一顆小行星周圍的區(qū)域。

如果這些估計(jì)是準(zhǔn)確的，那么 PI 方法將是一個(gè)比美國宇航局當(dāng)前的任務(wù)更靈活的行星防御計(jì)劃，即通過向近地小行星上發(fā)射火箭來改變它的航向。該任務(wù)被稱為雙小行星重定向測試（DART），并將于11月發(fā)射，但在測試火箭到達(dá)其目標(biāo)之前將過去將近一年：小行星 Didymos的 525 英尺寬（160 米）的衛(wèi)星。 如果成功，火箭撞擊將使月球軌道減慢，足以讓天文學(xué)家確定小行星重定向是否有效。

但 PI 也需要進(jìn)行廣泛的測試以證明其可行性，首先是對假小行星進(jìn)行地面測試，然后再轉(zhuǎn)移到太空中的真實(shí)目標(biāo)。目前，尚未計(jì)劃進(jìn)行此類測試。

不僅如此，該方法的成功還取決于科學(xué)家探測的能力，是否像車?yán)镅刨e斯克撞擊事件這樣的小型近地小行星在進(jìn)入大氣層之前被探測到。這也是一項(xiàng)正在進(jìn)行的工作。

“如果沒有合適的‘預(yù)警系統(tǒng)’，PI 和任何其他的行星防御方法都將提供次優(yōu)保護(hù)，”作者們在他們的《科學(xué)美國人》文章中總結(jié)道。 “PI只是這個(gè)緊迫難題的一部分：要妥善保護(hù)地球，我們必須充分睜開更多的天空之眼?！?/p>

BY: Brandon Specktor

FY: 茗。

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