4月底到5月初，一場(chǎng)持續(xù)5天的特殊戰(zhàn)斗在美國(guó)馬里蘭州“開(kāi)打”。戰(zhàn)斗的進(jìn)攻方是撞向地球的小行星，防守方則是全人類(lèi)。那就是在第六屆行星防御會(huì)議上開(kāi)展的小行星防御演習(xí)。

這場(chǎng)演習(xí)的戰(zhàn)況如何?如果有一天小行星來(lái)襲，我們?cè)撊绾螒?yīng)對(duì)?

演習(xí)設(shè)難題 防御終失敗

美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)下屬噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)是此次演習(xí)的“導(dǎo)演部”，該機(jī)構(gòu)虛構(gòu)了一顆可能在2027年4月29日撞擊地球的小行星，代號(hào)2019PDC，并根據(jù)演習(xí)進(jìn)程設(shè)計(jì)題目，由來(lái)自NASA、美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急管理局(FEMA)、歐洲航天局等機(jī)構(gòu)的專家團(tuán)隊(duì)解題。

演習(xí)第一天，時(shí)間設(shè)定為2019年4月29日，撞擊概率1%。專家團(tuán)隊(duì)主要分析了2019PDC的軌跡特征、可能撞擊區(qū)域，制定了進(jìn)一步的觀測(cè)方案，并開(kāi)始謀劃航天任務(wù)。

演習(xí)第二天，時(shí)間設(shè)定為2019年7月29日，撞擊概率提高到10%。專家團(tuán)隊(duì)初步論證了飛越觀測(cè)以及通過(guò)動(dòng)能撞擊或核爆炸使小行星軌道偏轉(zhuǎn)等航天任務(wù)方案。

演習(xí)第三天，時(shí)間設(shè)定為2021年12月30日。專家團(tuán)隊(duì)根據(jù)飛越觀測(cè)數(shù)據(jù)提出了軌道偏轉(zhuǎn)所需的動(dòng)能撞擊航天器和能夠攜帶核武器的伴飛航天器的設(shè)計(jì)要求。其中6個(gè)動(dòng)能撞擊航天器將由美、中、俄、歐等多國(guó)分別研制。

演習(xí)第四天，時(shí)間設(shè)定為2024年9月3日，“導(dǎo)演部”假設(shè)動(dòng)能撞擊將2019PDC撞碎，一塊60米左右的碎塊仍在飛向地球。專家團(tuán)隊(duì)提出了發(fā)射裝有核武器的攔截航天器將其“核爆”摧毀的應(yīng)急方案。

演習(xí)第五天，時(shí)間設(shè)定為2027年4月19日，“導(dǎo)演部”強(qiáng)勢(shì)判定“核摧毀”無(wú)法實(shí)行，10天后碎塊撞擊美國(guó)紐約。專家團(tuán)隊(duì)只能“認(rèn)輸”，著手評(píng)估撞擊結(jié)果，制定疏散方案。

人類(lèi)怎樣應(yīng)對(duì)

宇航動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員姜宇告訴科技日?qǐng)?bào)記者，若來(lái)襲小行星是碎石堆結(jié)構(gòu)，其進(jìn)入大氣層以后將發(fā)生大規(guī)模的解體和爆炸，形成大量尺寸較小的碎片，威脅相對(duì)較低。若小行星是固體結(jié)構(gòu)或嚴(yán)重裂縫結(jié)構(gòu)，則解體和爆炸規(guī)模要小得多，但撞擊地球的危害會(huì)大得多。

姜宇介紹，對(duì)于將要撞擊地球的小行星，可采取對(duì)其軌道進(jìn)行偏轉(zhuǎn)、通過(guò)動(dòng)能撞擊將其撞碎，或者在其表面或附近引爆核武器將其炸毀等多種方式進(jìn)行小行星防御。理論上來(lái)說(shuō)，軌道偏轉(zhuǎn)最安全，其次是動(dòng)能撞擊，最后才是核爆，因?yàn)楹溯椛淇赡軐?duì)在軌衛(wèi)星的電子設(shè)備造成破壞。

“但從工程應(yīng)用上看，軌道偏轉(zhuǎn)技術(shù)并不成熟。”姜宇表示，實(shí)施軌道偏轉(zhuǎn)需要提前數(shù)年開(kāi)展航天任務(wù)。由于小行星觀測(cè)、定軌技術(shù)的限制，人類(lèi)預(yù)警的可能撞擊地球的小行星數(shù)量不少，但絕大多數(shù)都是“假警”。如果對(duì)每一個(gè)有威脅的目標(biāo)都施加軌道偏轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)巨大，況且多數(shù)任務(wù)本就無(wú)需開(kāi)展。

“數(shù)百米大小的小行星撞擊地球概率很低，幾千萬(wàn)年才發(fā)生一次，但可能給地球生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)帶來(lái)滅頂之災(zāi)。”姜宇談到，應(yīng)對(duì)這種威脅，工程上最有效、最保險(xiǎn)的手段還是使用核武器將其摧毀。直徑二三十米的小行星才是造訪地球的常客，最好的防御方式則是通過(guò)動(dòng)能撞擊將其擊碎，使其不以整體形式撞擊地球;但動(dòng)能撞擊產(chǎn)生的碎片仍可能對(duì)人類(lèi)造成威脅，可用激光燒蝕體積較大的碎片，使其受熱爆炸，進(jìn)入大氣層后全部燒毀。

姜宇的計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)碎石堆結(jié)構(gòu)的小行星，如采用大小是其五分之一的球體以數(shù)公里每秒的相對(duì)速度撞擊，可以將其完全摧毀，形成大量碎石，這些碎石絕大多數(shù)會(huì)在進(jìn)入大氣層后燒蝕殆盡。