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近地小行星研究和應對現狀

實現對近地小行星撞擊地球事件的預警和防禦,必須及時發現危險小行星,通過持續的跟蹤觀測獲得足夠的監測數據,通過計算評估其撞擊地球的風險,針對高風險的近地小行星制定防禦策略並採取具體行動。

近地小行星難以發現,難以準確預報。因為用望遠鏡探測小行星,需要小行星足夠接近(尺寸越小則要求的距離越近)、地球處於夜半球。車裡雅賓斯克事件的小行星即處於晝半球,未能提前發現。而準確地預測小行星撞擊的時間和地點,需要有足夠多精確的監測數據計算出精密的小行星軌道,要求有全球布站的監測設備的連續跟蹤。

近幾十年來,美國及歐洲不斷地新建以及改進小行星觀測系統。至2005年底已完成「發現並編目管理90%直徑在1千米量級(及以上)的近地小行星」的目標,自2007年起近地小行星探測的目標是「截止2020年底完成直徑140米(及以上)近地小行星的發現及編目管理」。而據NASA在2014年9月公布的一份報告估計,目前只發現了近10%直徑在140米及以上的近地小行星,並且按照當前的速率和監測能力估計,無法完成上述探測目標。為了完成新的近地小行星探測目標,國外有關組織或機構正在建設或計劃多個新的、能力更強的近地小行星探測設備,包括地基的反射式巡天望遠鏡(LSST)以及天基紅外望遠鏡Sentinel和NEOCam。

國際小天體中心(MPC)是小行星數據集中接收和發布的中心。2008年10月,MPC曾成功進行過一次危險小天體的發現及預警:10月6日由卡特琳娜巡天望遠鏡發現危險天體(臨時編號為2008TC3),小天體中心接收到數據並定軌後發現該天體將在24小時內撞向地球,立即向JPL及NASA的其他相關部門發出了警告;之後全球27個觀測設備進行了跟蹤監測,小天體中心預測該小天體將在10月7日於北蘇丹撞向地球;最後,研究人員成功地在預測地區拍到該小天體撞入地球大氣層的畫面,並找到了未燃燒盡的隕石。所幸隕落的小天體尺寸較小,在大氣層中燒蝕後只剩很小一塊落到地面,因此並未造成大的危害。

為促進國際合作應對威脅,2013年12月,聯合國大會正式批准成立了國際小行星預警網(IAWN)和空間任務計劃建議組(SMPAG)。IAWN負責近地小行星預警技術相關工作,包括近地小行星的搜索發現、跟蹤監測、編目管理以及碰撞風險評估;SMPAG負責近地小行星威脅減緩計劃活動的發展,對近地小行星撞擊威脅做出國際應對準備,目前已有成員包括美、俄、英、日、韓等16個成員國或機構組織加入SMPAG。2017年5月召開的第五屆國際宇航科學院行星防禦會議,專門圍繞行星防禦問題進行桌上推演,以「假設發現了可能撞擊日本的直徑100-250米的小行星」為主題,組織科學家、機構的部門負責人和政府官員就如何進行信息共享和有效防禦等問題進行討論,由此促進近地小行星防禦技術相關的研究。

文/ 國家天文台研究員 劉靜


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