Question

200年内，最具威胁的一颗小行星有可能撞击地球，如何应对？

Answer 1

目前关于恐龙灭绝的一种主流观点，就是6500万年前一颗直径10公里的小行星撞击了地球，产生了全球性的火山喷发，随后引发的“核子冬天”遮蔽了太阳光，地球随后进入漫长的“冰封期”，很多生物都随同恐龙家庭退出 历史 舞台。据科学家们测算，大约每100万年，地球就有可能遭受一次这种巨大小行星的撞击。而直径较小的小行星，撞击地球的概率会更大。

现在，每年撞击到地球的小行星数量，高达1.7万枚，总质量达到惊人的2万公斤，可以说地球每天都会经历这些小行星的撞击，只不过在大气层的保护下，很多小行星在穿透大气层时，都完全被高温所蒸发，只有一小部分能够降落到地面，不过质量也所剩无几，只有那些原本体积就较大、运行速度较小的小行星，才可能与地面“亲吻”。

“贝努”小行星是围绕太阳公转的小行星大军中的一员，它于1999年首次被人们观测到。这颗小行星的直径只有500米，绕太阳公转一周的时间为1.2年，与地球的平均距离为1.2亿公里。2016年， 美国发射了"奥西里斯-REx"探测器，专门用于探测该颗小行星，期间曾在上面发现了众多含水的矿物。

天文学家之所以将这颗小行星确定为“对地球具有威胁性”的小天体，主要原因在于它的公转轨道与地球公转轨道有重叠，而且每隔6年就交叉一次。预计在2135年，贝努将非常接近地球，而且极有可能从月球、地球之间穿过。而对22世纪末，它将更加接近地球，准确地预计年份为2182年，与地球的撞击概率达到2700分之一。

由于贝努的运行轨迹太具有规律性了，使得科学家们对于它和地球之间的距离测算，精确度达到2米左右，所以2700分之一的碰撞概率，对于地球来说，的确是个巨大的威胁。

当然，按照概率论的统计，在未来200-300年内，贝努小行星不会撞击地球的概率，高达99.9%，这种风险可以说非常低。而且，从小行星的尺寸来看，它要比6500万年前，引发恐龙灭绝的那颗直径10公里的“大个头”小了许多。

然而，在天文学家眼里，这颗小行星潜在的威胁，同样不容小觑，如果它正面撞击地球，释放的能量，相当于11亿吨TNT爆炸时的威力，事后将在地面上留下一个深700米、宽8公里的陨石坑，在距离撞击中心150公里处，1到2分钟后就能感受到7级左右的地震。如果该小行星撞击到海洋内，那么80公里范围内将产生高30米的巨浪，800公里处仍将有7米高的大浪，想想都觉得恐怖。

自1999年9月贝努小行星被发现以来，天文学家一直使用地面望远镜，仔细地追踪这颗小行星的运行轨道 ，在此基础上来预测它在今后所处的位置。

根据之前的预测，贝努将在2135年来到距离地球12-52万公里的区域，有很大的概率要比月亮更靠近地球。虽然直接撞击地球的可能性较小，但是，根据它接近地球的时间和地点，以及地球引力的影响，有很大可能会使它的运行轨迹发生改变，从而进入撞击地球的线路中去。

"奥西里斯-REx"探测器在2018年发射后，专门对本努小行星的表面状况和运行特征进行监测，同时也尝试在小行星表面采样。该航天器于2020年10月捕获了一个岩石样本，不过在返回地球的过程中，将这个珍贵的材料遗失了。

当时根据探测器传回的图像和数据，科学家们依据探测器与贝努的距离、以及利用无线电信号 传输测算出的探测器与地球的距离，以及三者（探测器、地球和贝努）之间的角度，通过三角函数法计算出了当时贝努与地球的距离，发现从最初的探测，到完成采样返回，这个距离值从 3.2亿公里到0.8亿公里不等，这主要是由于地球的公转、贝努的公转周期不一致所致。

新的研究发现，到2135 年，贝努力将到达距离地球约20万公里的范围内，误差仅在1万公里，这要比之前的预测精确得多。 能够影响这些小行星未来轨迹不确定性的因素，根源并不在小行星身上，而是小行星在行进过程中，所受到太阳系其它因素的影响，比如阳光是如何加热小行星、在冷却时如何释放能量、如何在自身旋转时给小行星提供推力，另外，太阳系其它数百个较大质量的天体，如何通过引力来牵引小行星，

所以，对包括贝努在内的近地小行星进行监测，不单单是要监测小行星本身，太阳系内其它可观的引力源都需要进行监测，重点是对小行星运行的潜在影响，这个任务可不简单。

虽然从贝努撞击地球的总体概率来看，仍然处于非常的水平，但是我们人类不能“走一步看一步”，也不能抱着无所谓的态度，因为一旦这种小概率因某些原因成为事实，那么再想办法就来不及了，所以“地球防御计划”的实施，特别是如何应对这些有潜在巨大威胁的小行星，将成为今后与深空探测并重的航天任务之一。

"奥西里斯-REx"探测器于2023年9月返回地球后，随即就又将踏上新的征程，科学家给它设计的目的地，是另一颗近地小行星－阿波菲斯，这颗小行星将于2029年4月按近地球。探测器将对这颗小行星的表面状况、运行轨迹开展连续监测，并为今后防御小行星的威胁开辟出新的视野。

人类还有一个多世纪的时间，来继续监测贝努对地球的风险，然后随时根据监测到的数据，来调整应对之策。在此之前，世界上一些国家，开始着手探讨和测试消除小行星威胁所需的程序和技术。比如2022年，美国NASA将会发射一个航天器，锁定一颗直径100多米的很小近地小行星，通过直接撞击的方式，来验证改变小行星轨道的可行性和效果。

这也是目前世界上讨论很热的动能冲击防御方式，美国的计划本来是挺好的，但由于经费的原因，一直没有得到官方的支持。我国科学家在此方面也取得重大突破，提出了改良优化版的方案，即实施航天器末级组合动能冲击方案，如果运用这种方式实施防御计划，冲击动能会提高3倍以上，那么一次性发射的冲击火箭数量，将减少一倍以上，只需要20颗，效率极高，具有很大的深入研讨和实施价值。

依据地球科学技术的发展水平，如果在百年和数百年的时间尺度内，考虑用动能冲击的方案，使小行星偏离原有运行轨迹的方案，将是最为可行、也是最为无奈的方法。幸好，我们还有一些时间去准备。