巧妙應(yīng)對(duì)小行星

李忠東

2013年2月15日9時(shí)20分（北京時(shí)間14時(shí)20分），一團(tuán)亮光劃過(guò)俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克州上空，留下粗大的白色尾跡（圖1） 。車(chē)?yán)镅刨e斯克州位于烏拉爾山區(qū)。俄羅斯航天局當(dāng)天下午確認(rèn)，一顆隕星以每秒30千米左右的速度墜落在這里。據(jù)推測(cè)，隕星直徑60米，質(zhì)量大約10～30噸，燃燒解體碎成若干塊，一個(gè)碎塊墜入距離切巴爾庫(kù)爾市1千米的一個(gè)湖中（圖2）。爆炸沖擊波損毀了許多建筑物玻璃，致使1 000多人受傷。

在2013年2月16日凌晨，直徑大約50米的小行星2012DA14與地球“擦肩而過(guò)”，最近距離大約2.7萬(wàn)千米。根據(jù)天文學(xué)家的估算，這樣的小行星飛掠地球大約每40年左右會(huì)發(fā)生一次，而撞擊地球的概率則大約為每1 200年一次（圖3）。

這兩起事件的發(fā)生給人類(lèi)敲響了警鐘，該怎樣避免近地小天體撞擊地球呢？

激光束蒸發(fā)小行星

美國(guó)物理學(xué)家菲利普·魯賓和他的同事們?cè)O(shè)想出一套摧毀來(lái)襲小天體的方案，名叫“定向能小行星太陽(yáng)指向與探測(cè)”系統(tǒng)（DE-STAR系統(tǒng)）。它能從太陽(yáng)獲取能量并將其轉(zhuǎn)化為激光束，用于偏轉(zhuǎn)或蒸發(fā)那些對(duì)地球構(gòu)成威脅的小行星。

DE-STAR系統(tǒng)沒(méi)有固定的尺寸，大的直徑超過(guò)10千米，小的只有桌子大小，而規(guī)模越大，系統(tǒng)的威力也就越大。激光束可發(fā)出使彗星或小行星偏離其原有軌道的功率，能把小行星完全蒸發(fā)摧毀掉（圖4）。

充氣袋捕捉小行星

據(jù)美國(guó)專(zhuān)家透露，美國(guó)國(guó)家航空航天局 的科學(xué)家制定了一項(xiàng)充滿(mǎn)冒險(xiǎn)精神的計(jì)劃，安排在2019年發(fā)射一艘機(jī)器人宇宙飛船，用于套捕一顆重500噸、直徑大約7.62米的小行星，將其移到月球附近。2021年，4名宇航員將使用目前正在開(kāi)發(fā)的獵戶(hù)座太空艙抵達(dá)這顆小行星，開(kāi)展探索研究活動(dòng) （圖5）。

開(kāi)發(fā)利用小行星自然資源的想法可以追溯到100多年以前，但只有現(xiàn)在的技術(shù)才能使設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。把幾百?lài)嵉男⌒行菐У皆虑蚋浇?，這是宇航員下一個(gè)10年具有重大意義的奮斗目標(biāo)（圖6）。將一個(gè)近地小行星放置在繞月軌道上，是科學(xué)家第一次改變天體位置的新嘗試，也是使人類(lèi)能夠在太空中永久居留安全生活的重要探索。

科學(xué)家預(yù)測(cè)，這個(gè)中等規(guī)模的太空巖石可能包含100噸水、100噸富碳化合物、90噸金屬和200噸硅酸鹽。18噸的機(jī)器人宇宙飛船將用“擎天神五號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射，在太空中利用月球的引力靠近小行星，接著用一個(gè)巨大的充氣袋將其包裹起來(lái)，通過(guò)翻滾或旋轉(zhuǎn)調(diào)整好控制的角度，隨后用繩索把充氣袋的開(kāi)口越收越小，直至完全封口。由于小行星和飛船之間的剩余速度，多少會(huì)對(duì)小行星的捕獲有影響。

由于搬動(dòng)小行星和機(jī)器人宇宙飛船時(shí)需要耗費(fèi)大量的燃料，所以科研人員決定選用太陽(yáng)能供電的電力推進(jìn)系統(tǒng)給動(dòng)力裝置艙提供動(dòng)力。科學(xué)家估計(jì)，機(jī)器人宇宙飛船帶著捕捉的小行星到月球需要2～6年。