行星防御演习有哪些现实价值？｜新京报专栏

DART航天器撞击小行星示意图。 图/IC photo
北京时间9月27日早上7时14分，由美国宇航局（NASA）发射的DART航天器，成功撞击距地1100万千米的一颗小行星，迫使它轻微地改变了原有轨道。
这样以往在科幻片里才能看到的场景，如今已在现实上演。此次行星防御演习有什么值得关注的地方，又有什么价值？这些问题成为公众关注的焦点。
对地球安全具有潜在威胁
此次美国宇航局这项测试之所以受到广泛关注，主要因为这是人类第一次尝试改变小行星的轨道，从而为天文学家们的种种设想提供实验依据。
这项实验名为双小行星重定向测试（Double Asteroid Redirection Test，DART），这个缩写词也是“飞镖”的意思。DART卫星质量大约为570千克，它飞到了距离地球在1100万千米之外，以每秒6.2千米的速度迎面撞击孪小星（Dimorphos，直径约160米，质量估计在50亿千克）。
顾名思义，还有一颗孪大星（Didymos，直径约780米），它们组成双行星系统，两者中心点相距1.18千米，以11小时55分钟的周期相互绕转。
天文学家经过观察发现，这对小行星运行时，偶尔会相对靠近我们的地球。远地点时，它们稍微超出火星轨道之外，所以被归类为阿莫尔族小行星，即在地球轨道之外的近地小行星，也是对地球安全具有潜在威胁的小行星。
此次目标是撞击孪小星，根据牛顿运动定律，撞击将会让孪小星速度被降低0.7毫米/秒，它们相互绕转的周期缩短几分钟。而这个改变量，足以被地球上的望远镜观察和测量，又不至于对其公转速度和轨道有较大改变，从而不增加对地球安全的威胁。
后续几周内，地面观测将尝试证实这一点。


2021年10月4日，技术人员准备将美国宇航局DART航天器从集装箱转移到加利福尼亚州某空间运营设施内的工作台上。图/NASA官网
小行星撞击带来的毁灭与生机
人类对小行星的探测，才刚刚开始；而人类跟小行星的恩怨，却早已发生。
毁灭地球的方式有多少种？其实，我们的头顶经常会有小行星飞过，有的甚至低于月球轨道。
除了火星与木星之间包含百万颗小行星的主带，还有少量小行星分布在太阳系各处。如果它们的轨道能够延伸到地球轨道附近（距太阳0.983～1.3倍天文单位之间，日地平均距离是1天文单位），那么它就是近地小天体，有机会接近地球；如果它的轨道平面还跟地球轨道有交叉，就可能会撞上地球，从而升级为具有潜在威胁的小天体，甚至被冠上了令人惊悚的名号“末日小行星”。
当前各天文台已经记录在案的近地小天体有29000颗，对地球有威胁的有2270颗（直径在140米以上）。对于这类小行星，天文学家和各国军方都予以密切注视，分析它们未来的轨道演化，尤其是与地球相撞的概率。
当然，我们不会“坐以待毙”，不得已时还要主动出击。
自从1801年1月1日，人类发现第一颗小行星谷神星以来，尤其是得益于在地球上发现的各类陨石信息，天文学家和地质学家们已经把小行星的前世今生基本弄清楚了。
天文学家钟爱它们，因为小行星是太阳系演化过程中遗留下来的，保留了太阳系早期历史的宝贵信息。人类的未来也可能要仰仗它们，因为小行星上蕴藏着大量的资源。事实上，我们地球上的水、金属矿藏等很多资源，本身就是在地球演化后期，撞击到地球上的小行星们带来的。
当然，“末日小行星”对地球人类未来的威胁，是必须首先考虑的。
地球上至今仍然保存着不少巨型陨石坑，它们都曾经在地球上掀起过灾难。了解恐龙的人们都知道，在6600万年前，一颗直径约10千米的小行星撞击到墨西哥的尤卡坦半岛，漫天的尘埃导致地球气温降低，包括恐龙在内的动植物普遍灭绝。


NASA发布撞击成功的消息。截图来自NASA社交媒体官方账号
探索是为了避免更大的危险
人类显然不能再重蹈恐龙的覆辙。
其实，危险不是没有。2013年2月15日，一颗直径20米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克州上空近30千米处爆炸，威力大约为45万吨TNT炸药，造成1600人受伤。更恐怖的是，我们归类的“末日小行星”都是直径比较大的，而这颗小行星太小了，以至于天文学家压根没发现它的存在。
所以，对天文学家和各国军方来说，还有很多工作要做，很多天文台本身也承担着监测和发现近地小行星的任务。
对于已经发现的“末日小行星”，万一它们的轨迹直冲地球而来怎么办？科学家们也设想了许多应对手段，比如给小行星提前安装推进器，或者太阳反射镜，逐渐改变它们的轨道；还可以更猛烈一些，使用卫星撞击甚至核弹爆炸的方式。
在刘慈欣的小说《流浪地球》里，人类“驾驶”地球经过小行星带，动用了最猛烈的武器“反物质弹”来清除挡路的小行星。
2012年，我国的嫦娥二号卫星在完成探测月球的任务之后，飞越进入深空，在距离地球约700万千米的地方，近距离造访了4179号图塔蒂斯小行星（意思是“战神”），完成了25分钟的拍摄，并把数据传输回来，从而令中国跻身原本只有美欧日的小行星深空探测的行列。
人类主动深入太空找到小行星，并对它们进行探测、采样或者撞击测试，这本身就是人类航天能力的一种标志。
在此次撞击测试中，NASA还提前释放了一颗微型卫星，更精细地观测DART撞击产生的痕迹，寻找有价值的科学信息。
面对宇宙中不可知的危险，人类所做的探索和大胆尝试，都是为了尽力避免意外和悲剧再次上演。
撰稿/孙正凡（科普作家）
编辑/徐秋颖
校对/刘越