主动撞击小行星 我国将挥杆上演“太空台球”

南方工报 2025年09月15日

  ■撞击情景模拟。 AI制图

  作为太阳系中最具潜在威胁的天体之一,近地小行星存在撞击地球的可能性,虽然概率极小,但破坏力巨大。因此,近地小行星撞击地球,被联合国列为威胁人类生存的二十大灾难之首。一颗天上掉下来的“石头”有能耐重启一个时代。在不久前闭幕的第三届深空探测(天都)国际会议上中国探月工程总设计师吴伟仁透露:我国正计划对一颗小行星实施动能撞击实验,验证小行星防御方案可行性。这意味着,中国将成为全球第二个真正去“撞小行星”的国家。

  太空中的“不速之客”

  小行星可不是普通的石头,而是太阳系形成时留下的“建筑原材料”,是没能长成大行星的“半成品”。它们大多长得随心所欲,不怎么规则,而且喜欢“扎堆”在一条轨道上飞行。据统计,约90%已知小行星的轨道位于小行星带,其中离地球轨道很近的小行星,叫作近地小行星。

  你可能会说:小行星撞地球?概率很低吧?但一旦发生,就是灾难。

  12年前,俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的一颗小行星,威力相当于30颗广岛原子弹,上千人受伤,3000余栋房屋受损。幸亏是在人烟稀少地区的高空爆炸,如果是在人口密集区,后果不堪设想。

  目前,天文学家已经标记出2200多颗“有潜在危险”的近地小行星(直径大于140米、与地球最近距离750万公里以内)。虽然近期撞地球概率极低,但不怕一万,就怕万一。

  动能撞击,是目前世界上公认的防御方式。发射探测器撞一下小行星,就能稍微改变它的速度,小行星之后的运行轨迹就可以跟地球错开。但光靠理论计算和实验室模拟还不够,必须真刀真枪撞一次,才知道实际效果如何。

  人类的首场“行星防御实战”

  2022年,美国航空航天局(NASA)利用轨道航天器(DART)执行了人类历史上第一次小行星撞击实验。

  他们发射航天器,撞向一颗近地双小行星系统中较小的小行星(Dimorphos)。

  结果如何?成功!小行星被撞偏,原本接近12小时的轨道周期被缩短了32分钟,比预期还要好。

  NASA之所以选择这个双星系统,主要是出于安全+测量的考虑:大一点的那颗伴星(Didymos)就像“重力锚”,防止Dimorphos被撞偏到地球去;而且对照着伴星,也更容易看出被撞击的小行星的偏转程度。

  我国将实施“太空台球赛”

  咱们这次的“小行星防御任务”,采用的是一种叫“伴飞+撞击+伴飞”的模式。

  你可以把它想象成打一杆极其精密的“太空台球”:先发射一个航天器(母船),它带一个“撞击器”,飞到距离地球约1000万公里处,接近目标小行星时,动能撞击器分离,以约每秒6.5公里的速度撞上去!与此同时,母船迅速变轨避开,在安全距离“直播”全程:拍照、录影、测量数据……实时记录撞击效果,测量小行星轨道被改变了多少。

  据研究人员透露,针对我国首次近地小行星防御演示验证任务,已通过比较直径、半长轴、轨道倾角等参数,初选出了一些备选目标。目前正计划改变3到5厘米的轨道,让小行星至少几十年到100年之内不能够再撞击地球。

  有人担心:撞完的碎片会不会飞向地球?答案是:基本不会。碎片主要受太阳的万有引力影响,距离地球极远,落回地球概率非常低。

  相比美国NASA,中国的这次实验观测条件更好、数据更直接。DART当时主要靠地面望远镜和其伴飞的一颗小型立方星间接观测,而我们是由主航天器亲自近距离、长时间“围观”,拿到更精确的数据。而且我们选择的是一颗单独的近地小行星,要直接测量它绕太阳公转轨道的变化——技术挑战更大,成果也会更丰富。

  撞一下的好处居然这么多

  撞击一下除了可以验证小行星防御方案可行性,还有很多好处。

  比如:获取小行星防御核心数据:测量撞击后小行星轨道变化,计算“动量传递系数”,为未来可能出现的真实威胁积累经验;相当于做了一次“主动地震实验”:通过撞击坑分析小行星表面和内部物质组成与结构,评估未来需要多大力才能“打飞”其他小行星;提升深空探测技术:超高精度的自主导航与制导、远距离通信、航天器智能自主管理……这些都是未来开展小行星采样,甚至采矿必备的基石;顺带研究太阳系早期历史:小行星可是太阳系形成的“活化石”,隐藏着太阳系最古老的秘密,非常值得探索。

  我国的这次撞击任务不是在太空“炫技”,而是实打实地为全人类的安全未雨绸缪,是我们践行人类命运共同体的切实行动。未来,也许我们可以安心地说:“小行星撞地球?我们有办法!”

  (来源:综合央视新闻、大象新闻、科普先森、新闻联播等)

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