“以石击石”撞走来袭小行星 中国提方案拯救地球

刊登日期 : 2021-10-27

5至10米直径小行星来袭 每年1次

　　小行星与地球、火星等行星不是相同概念。科学家认为，小行星是太阳系形成过程中的残留物质，目前太阳系内已被确认的小行星已有上百万颗之多，它们直径小至1米，大至几百公里。

　　多数小行星都与地球互不相干，有机会撞向地球的很少，体形较大的更少。资料显示，直径达5到10米的小行星，平均一年才会进入地球大气层一次，直径50米的则“千年一遇”，直径1公里的更50万年才有一次。

　　事实上，几米大的小行星进入大气层后，即会被高热气化，肉眼看来是天空中出现“小火球”，最后能落到地面上的碎片少之又少；这些落到地球的碎片，就是“陨石”。

　　当然，较大小行星经过大气后“幸存”的虽然罕见，但其破坏力却会大得多，且不乏实例。

　　2013年，一个估计直径17米的小行星进入大气层后，在俄罗斯西部车里雅宾斯克市上空30公里爆炸，导致大量建筑物玻璃破碎，1,400多人受伤。

　　1908年6月30日，俄罗斯西伯利亚通古斯河附近发生更恐怖的大爆炸，冲击波震碎近650公里内门窗，2,150平方公里（大约是香港陆地面积的两倍）内的8,000万棵树被夷平。后来科学家的主流说法，是一颗约50米直径小行星在6至10公里上空爆炸，其爆炸威力相当1,000颗投下日本广岛的原子弹。

　　幸好这次“通古斯大爆炸”发生在没有人烟的森林，只造成3人死亡。

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 23枚“长征五号”火箭把小行星推走

 　　再把时间推到6,000多万年前，一颗直径9公里的小行星撞向地球，造成一个直径百多公里的巨坑（位置在现今墨西哥境内），并引发海啸和各地火山爆发，结果包括恐龙在内地球上四分三物种灭绝。

　　正因小行星撞击地球的灾难性后果，科学家近数十年愈来愈重视这问题。

　　西方的相关研究起步较早，曾提出多个防御方案，包括了以核爆、动能撞击、镭射烧蚀、引力拖曳、质量驱动等手段，破坏小行星的结构，或令小行星偏离原有轨道。

　　这些方案各有利弊，例如用核爆方式改变小行星轨道，可能把它炸碎成多个更小的小行星，反而增加地球风险。故分析认为，以目前科学水平，动能撞击可操作性应该最高。

　　美、欧的太空总署也就动能撞击提出具体试验计划，就是发射一艘飞船，撞击地球和火星之间的一个小行星，希望用动能把它“推”离轨道。其中美国的“双小行星重新定向测试”航天器，2021年11月就从加州太空军事基地发射升空，展开首次小行星轨道偏移技术的测试，以提高防御小行星撞击地球的能力。

 　　按计划，航天器进入太空后将飞行近一年时间，于2022年9月撞向一个近地“双胞胎”小行星系统中较小的一颗，以改变该小行星的轨道。

　　中国近年也在这领域着力，2021年4月在“中国航天日”活动上，中国国家航天局局长张克俭致辞时即把建设近地小行星防御系统，与探月工程四期、行星探测工程相提并论。

　　同年10月在广西桂林举行、由中国月球和深空探测工程总设计师吴伟仁担任主席的“第一届全国行星防御大会”，亦是旨在促进相关研究。

 更超前方案：控制200吨巨石撞小行星

 　　事实上，中国科学家已就防御小行星撞击提出两个方案，第一个是“末级击石”；该方案和西方的动能撞击类似，就是用运载火箭的最后一级撞击小行星，令其偏离轨道。

　　据中国科学家论证，如果使用中国的方案，要把一个直径约500米小行星“推”至偏离轨道，最多需要连续出动23枚“长征五号”火箭，所需预警时间是十年。这比美国提出的75枚火箭和25年预警时间，要高效得多。

　　可是“末级击石”也有不足，这么多火箭撞在小行星不同位置，可能破坏其结构，造成不确定性。所以中国专家正研究简化该方案，目标是不久将来，能在10年预警期内，通过发射一枚火箭，改变一个直径140米小行星的轨道。

　　至于中国科学家接着提出的“以石击石”方案更具想像力。该方案设想在太空中捕捉一个小尺寸小行星，或是在某个小行星上采集一块岩石，再操控这些岩石撞向威胁地球的小行星。

　　在太空中捕获的岩石的质量可以达到200吨，比“长征五号”的末级的6.5吨大得多，足以显著改小行星的轨道。故有分析认为，它将针直径350米到500米的更大型目标。

　　不过，“以石击石”难度更高，仍有佷多技术问题需要解决，而“末级击石”或在不久的将来即能实践。

　　另外，人类对预警期短于10年的小行星，目前几乎是束手无策，如何加强预警和防御，有待科学家们探索，而中国科学家在此将扮演重要角色。

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