小行星撞擊地球咋辦？科學家進行了一次演習

4月底到5月初，一場持續5天的特殊戰鬥在美國馬里蘭州「開打」。戰鬥的進攻方是撞向地球的小行星，防守方則是全人類。那就是在第六屆行星防禦會議上開展的小行星防禦演習。

這場演習的戰況如何？如果有一天小行星來襲，我們該如何應對？

演習設難題 防禦終失敗

美國國家航空航天局（NASA）下屬噴氣推進實驗室（JPL）是此次演習的「導演部」，該機構虛構了一顆可能在2027年4月29日撞擊地球的小行星，代號2019PDC，並根據演習進程設計題目，由來自NASA、美國聯邦應急管理局（FEMA）、歐洲航天局等機構的專家團隊解題。

演習第一天，時間設定為2019年4月29日，撞擊概率1%。專家團隊主要分析了2019PDC的軌跡特徵、可能撞擊區域，制定了進一步的觀測方案，並開始謀劃航天任務。

演習第二天，時間設定為2019年7月29日，撞擊概率提高到10%。專家團隊初步論證了飛越觀測以及通過動能撞擊或核爆炸使小行星軌道偏轉等航天任務方案。

演習第三天，時間設定為2021年12月30日。專家團隊根據飛越觀測數據提出了軌道偏轉所需的動能撞擊航天器和能夠攜帶核武器的伴飛航天器的設計要求。其中6個動能撞擊航天器將由美、中、俄、歐等多國分別研製。

演習第四天，時間設定為2024年9月3日，「導演部」假設動能撞擊將2019PDC撞碎，一塊60米左右的碎塊仍在飛向地球。專家團隊提出了發射裝有核武器的攔截航天器將其「核爆」摧毀的應急方案。

演習第五天，時間設定為2027年4月19日，「導演部」強勢判定「核摧毀」無法實行，10天後碎塊撞擊美國紐約。專家團隊只能「認輸」，著手評估撞擊結果，制定疏散方案。

人類怎樣應對

宇航動力學國家重點實驗室副研究員姜宇告訴科技日報記者，若來襲小行星是碎石堆結構，其進入大氣層以後將發生大規模的解體和爆炸，形成大量尺寸較小的碎片，威脅相對較低。若小行星是固體結構或嚴重裂縫結構，則解體和爆炸規模要小得多，但撞擊地球的危害會大得多。

姜宇介紹，對於將要撞擊地球的小行星，可採取對其軌道進行偏轉、通過動能撞擊將其撞碎，或者在其表面或附近引爆核武器將其炸毀等多種方式進行小行星防禦。理論上來說，軌道偏轉最安全，其次是動能撞擊，最後才是核爆，因為核輻射可能對在軌衛星的電子設備造成破壞。

「但從工程應用上看，軌道偏轉技術並不成熟。」姜宇表示，實施軌道偏轉需要提前數年開展航天任務。由於小行星觀測、定軌技術的限制，人類預警的可能撞擊地球的小行星數量不少，但絕大多數都是「假警」。如果對每一個有威脅的目標都施加軌道偏轉，經濟負擔巨大，況且多數任務本就無需開展。

「數百米大小的小行星撞擊地球概率很低，幾千萬年才發生一次，但可能給地球生態系統和人類帶來滅頂之災。」姜宇談到，應對這種威脅，工程上最有效、最保險的手段還是使用核武器將其摧毀。直徑二三十米的小行星才是造訪地球的常客，最好的防禦方式則是通過動能撞擊將其擊碎，使其不以整體形式撞擊地球；但動能撞擊產生的碎片仍可能對人類造成威脅，可用激光燒蝕體積較大的碎片，使其受熱爆炸，進入大氣層後全部燒毀。

姜宇的計算結果表明，對碎石堆結構的小行星，如採用大小是其五分之一的球體以數公里每秒的相對速度撞擊，可以將其完全摧毀，形成大量碎石，這些碎石絕大多數會在進入大氣層後燒蝕殆盡。

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