「以石擊石」撞走來襲小行星 中國提方案拯救地球

刊登日期 : 27/10/2021

5至10米直徑小行星來襲 每年1次

　　小行星與地球、火星等行星不是相同概念。科學家認為，小行星是太陽系形成過程中的殘留物質，目前太陽系內已被確認的小行星已有上百萬顆之多，它們直徑小至1米，大至幾百公里。

　　多數小行星都與地球互不相干，有機會撞向地球的很少，體形較大的更少。資料顯示，直徑達5到10米的小行星，平均一年才會進入地球大氣層一次，直徑50米的則「千年一遇」，直徑1公里的更50萬年才有一次。

　　事實上，幾米大的小行星進入大氣層後，即會被高熱氣化，肉眼看來是天空中出現「小火球」，最後能落到地面上的碎片少之又少；這些落到地球的碎片，就是「隕石」。

　　當然，較大小行星經過大氣後「倖存」的雖然罕見，但其破壞力卻會大得多，且不乏實例。

　　2013年，一個估計直徑17米的小行星進入大氣層後，在俄羅斯西部車里雅賓斯克市上空30公里爆炸，導致大量建築物玻璃破碎，1,400多人受傷。

　　1908年6月30日，俄羅斯西伯利亞通古斯河附近發生更恐怖的大爆炸，衝擊波震碎近650公里內門窗，2,150平方公里（大約是香港陸地面積的兩倍）內的8,000萬棵樹被夷平。後來科學家的主流說法，是一顆約50米直徑小行星在6至10公里上空爆炸，其爆炸威力相當1,000顆投下日本廣島的原子彈。

　　幸好這次「通古斯大爆炸」發生在沒有人煙的森林，只造成3人死亡。

　　延伸閱讀：地球的守護者——追踪可能撞擊地球的小行星的科學家

 23枚「長征五號」火箭把小行星推走

 　　再把時間推到6,000多萬年前，一顆直徑9公里的小行星撞向地球，造成一個直徑百多公里的巨坑（位置在現今墨西哥境內），並引發海嘯和各地火山爆發，結果包括恐龍在內地球上四分三物種滅絕。

　　正因小行星撞擊地球的災難性後果，科學家近數十年愈來愈重視這問題。

　　西方的相關研究起步較早，曾提出多個防禦方案，包括了以核爆、動能撞擊、鐳射燒蝕、引力拖曳、質量驅動等手段，破壞小行星的結構，或令小行星偏離原有軌道。

　　這些方案各有利弊，例如用核爆方式改變小行星軌道，可能把它炸碎成多個更小的小行星，反而增加地球風險。故分析認為，以目前科學水平，動能撞擊可操作性應該最高。

　　美、歐的太空總署也就動能撞擊提出具體試驗計劃，就是發射一艘飛船，撞擊地球和火星之間的一個小行星，希望用動能把它「推」離軌道。其中美國的「雙小行星重新定向測試」航天器，2021年11月就從加州太空軍事基地發射升空，展開首次小行星軌道偏移技術的測試，以提高防禦小行星撞擊地球的能力。

 　　按計劃，航天器進入太空後將飛行近一年時間，於2022年9月撞向一個近地「雙胞胎」小行星系統中較小的一顆，以改變該小行星的軌道。

　　中國近年也在這領域着力，2021年4月在「中國航天日」活動上，中國國家航天局局長張克儉致辭時即把建設近地小行星防禦系統，與探月工程四期、行星探測工程相提並論。

　　同年10月在廣西桂林舉行、由中國月球和深空探測工程總設計師吳偉仁擔任主席的「第一屆全國行星防禦大會」，亦是旨在促進相關研究。

 更超前方案：控制200噸巨石撞小行星

 　　事實上，中國科學家已就防禦小行星撞擊提出兩個方案，第一個是「末級擊石」；該方案和西方的動能撞擊類似，就是用運載火箭的最後一級撞擊小行星，令其偏離軌道。

　　據中國科學家論證，如果使用中國的方案，要把一個直徑約500米小行星「推」至偏離軌道，最多需要連續出動23枚「長征五號」火箭，所需預警時間是十年。這比美國提出的75枚火箭和25年預警時間，要高效得多。

　　可是「末級擊石」也有不足，這麼多火箭撞在小行星不同位置，可能破壞其結構，造成不確定性。所以中國專家正研究簡化該方案，目標是不久將來，能在10年預警期內，通過發射一枚火箭，改變一個直徑140米小行星的軌道。

　　至於中國科學家接着提出的「以石擊石」方案更具想像力。該方案設想在太空中捕捉一個小尺寸小行星，或是在某個小行星上採集一塊岩石，再操控這些岩石撞向威脅地球的小行星。

　　在太空中捕獲的岩石的質量可以達到200噸，比「長征五號」的末級的6.5噸大得多，足以顯著改小行星的軌道。故有分析認為，它將針直徑350米到500米的更大型目標。

　　不過，「以石擊石」難度更高，仍有佷多技術問題需要解決，而「末級擊石」或在不久的將來即能實踐。

　　另外，人類對預警期短於10年的小行星，目前幾乎是束手無策，如何加強預警和防禦，有待科學家們探索，而中國科學家在此將扮演重要角色。

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