近地天体撞地概率增加,科学界有哪些防御方案?

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据英国《每日邮报》网站近日报道,一颗名为“阿波菲斯”(Apophis)的近地天体正在加速前行,有可能在2068年4月12日撞击地球——后果恐怕是灾难性的。这颗近地天体是一颗直径超过300米的小行星;它如果撞击地球,所产生的威力相当于8.8亿吨TNT炸药同时爆炸。目前,科学界正在计划“在2068年到来前就搞清楚是否存在相撞的可能性”。

近地天体撞击地球想象图(图片源自网络)

阿波菲斯是2004年6月19日由美国夏威夷大学天文学家大卫·苏伦、罗伊·塔克和法伯瑞兹欧·伯纳德三位博士在基特峰国家天文台发现的。科学家今年早些时候通过斯巴鲁望远镜观测到了这颗近地天体,进行分析后确定其在“亚尔科夫斯基效应”(Yarkovsky effect)的影响下提高了飞行速度。亚尔科夫斯基效应是由俄罗斯工程师伊凡·亚尔科夫斯基博士发现的;它是指近地天体在日光照射下升温,然后向外辐射热量,如同安装了小型助推器。

出现亚尔科夫斯基效应之前,科学家认为阿波菲斯不可能在2068年撞上地球,但他们现在改变了原先的看法。苏伦博士最近说:“我们今年早些时候通过斯巴鲁望远镜获得的最新观测结果足以说明,‘阿波菲斯’正在加速,观测数据还显示,这颗小行星正以每年约170米的速度偏离纯粹的引力轨道,这足以支撑2068年撞击说。”他指出,需要开展更多观测活动才能充分了解亚尔科夫斯基效应的强度及其对阿波菲斯轨道的影响。
受益于地球大气层的保护,体积较小和质量较轻的近地天体往往在坠落地球表面之前就已燃烧殆尽,或者成为小陨石、流星雨等,但大型近地天体,如阿波菲斯就会给地球造成难以避免的巨大灾难。美国《发现》杂志曾经评出“威胁人类生存的二十一世纪二十大危险”,其中近地天体撞击地球位于首位;同时在联合国认定的“世界四大突发灾难”中,近地天体撞击地球也居于首位。可见近地天体对地球的潜在威胁之大。

为保卫人类文明和守护地球安全,科学界正在想方设法避免近地天体与地球相撞的灾难。中国科学家周海中教授在接受媒体采访时曾经指出,“科学界目前有多种防御方案,并且有些方案正在准备付诸行动”。其中,具有“理论可行性”的方案主要有如下几种:

一是采用核武器炸掉具有潜在威胁的近地天体。但麻烦的是,爆炸很可能将它变成许多小型“杀手”,把带有放射性的物体抛入不可预测的轨道;而对于一些松散结构的近地天体,爆炸所起到的作用又很有限。因此,这种方法一直毁誉参半。

二是采用太空飞船撞击近地天体,改变其轨道或把它撞碎。这种方法比较有效,但对于松散结构的近地天体,撞击很可能把灾难扩大数倍,结果就会得不偿失。

三是采用航空器给近地天体施加压力即用机械力,使它的运行速度发生变化,从而改变其飞行方向。这种方法比较理想,但不易实行,并存在一定风险。

四是采用激光使近地天体的表面物质向外发散,从而产生反向加速度使它改变飞行方向,或者使用超强激光把它摧毁成对地球无害的小碎块。这种方法比较理想,但必须要有超大功率的激光系统。

五是采用油漆涂料改变近地天体的颜色,影响它吸收太阳光的热量,通过热能的变化来改变其轨道。但这种方法见效比较慢,并且所需的大量涂料如何运送上去也是个问题。

六是采用火箭把一面巨大的风筝形太阳帆发送到近地天体上,张开的太阳帆利用反弹太阳光子所产生的压力把它逐渐推离原来的轨道。但这种方法的技术要求较高,难度较大。

七是在近地天体的表面插入一种如火箭那样的装置,让其不断像喷气式飞机一样喷出物质,通过反作用力来改变其飞行方向。不过这种方法好像有点浪漫色彩。

周教授还指出,所有的方案现在几乎都停留在理论设想阶段,有的好像科幻情节。它们是否切实可行可靠,还需未来的实践加以检验。

目前,美国宇航局、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发局、俄罗斯航天国家集团公司等已成立专门机构应对近地天体对地球的威胁,民众对此不必过于担忧。但许多科学家认为,目前对于潜在威胁地球的近地天体,人们现在只能“尽人事以听天命”和持“过好每一天”的乐观态度。
编译/乔梁(工作单位:英国格林威治天文台)

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