模擬演習(xí)應(yīng)對(duì)小行星

設(shè)計(jì)兩種方案

2019年4月底到5月初，美國(guó)馬里蘭州展開了一場(chǎng)持續(xù)5天的“特殊戰(zhàn)斗”。它實(shí)際上是在第6屆行星防御會(huì)議上開展的小行星防御演習(xí)，“進(jìn)攻方”是撞向地球的小行星，“防守方”則是專家團(tuán)隊(duì)。執(zhí)行“導(dǎo)演”任務(wù)的是美國(guó)宇航局下屬噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，他們虛構(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。這場(chǎng)演習(xí)要回答一個(gè)問(wèn)題：“如果有一天小行星來(lái)襲，我們?cè)撊绾螒?yīng)對(duì)。”

專家們?cè)O(shè)計(jì)出這樣一個(gè)情景：2019年3月，地球人發(fā)現(xiàn)一顆小行星將于2027年4月撞擊地球。這是一個(gè)虛構(gòu)但又逼真的情節(jié)，非常具體化，要求科學(xué)家、工程師、決策者和應(yīng)急管理專家能夠解決由此引發(fā)的問(wèn)題和擔(dān)憂。

演習(xí)第1天設(shè)定在2019年4月29日，撞擊概率為1%?！胺朗胤健狈治隽?019PDC的主要軌跡特征和可能的撞擊區(qū)域等，制定了進(jìn)一步的觀測(cè)方案，并開始謀劃航天任務(wù)。

演習(xí)第2天設(shè)定在2019年7月29日，撞擊概率提高到10%?！胺朗胤健背醪秸撟C了飛越觀測(cè)以及通過(guò)撞擊或核爆炸使小行星軌道偏轉(zhuǎn)等方案。

演習(xí)第3天設(shè)定在2021年12月30日，“防守方”提出動(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、俄及歐洲國(guó)家分別研制。

演習(xí)第4天設(shè)定在2024年9月3日，“導(dǎo)演部”假設(shè)動(dòng)能撞擊將2019PDC撞碎，一塊直徑60米左右的碎塊仍在飛向地球。“防守方”提出了發(fā)射裝有核武器的攔截航天器將碎塊“核爆”摧毀的應(yīng)急方案。

演習(xí)第5天設(shè)定在2027年4月19日，“導(dǎo)演部”強(qiáng)勢(shì)判定“核摧毀”應(yīng)急方案無(wú)法實(shí)行，10天后碎塊撞擊美國(guó)紐約?！胺朗胤健痹谶@場(chǎng)演習(xí)中只能“認(rèn)輸”，著手評(píng)估撞擊結(jié)果，制定疏散方案。

“防守方”從設(shè)定發(fā)現(xiàn)小行星到撞擊地球的8年間，提出兩種方案。

第1種方案是在小行星的軌道上放置動(dòng)能撞擊航天器，起到“絆腳石”的作用，使小行星撞到后把速度減下來(lái)甚至避免與地球?yàn)?zāi)難性對(duì)撞。要讓小行星的飛行速度大大地減下來(lái)，意味著需要3個(gè)動(dòng)能撞擊航天器，為了確保萬(wàn)無(wú)一失，可能得準(zhǔn)備6個(gè)。然而動(dòng)能撞擊航天器的作用不能過(guò)大，否則可能會(huì)被小行星撞擊成數(shù)塊，使地球危機(jī)更加難以破解。

第2種方案是在小行星的表面制造核爆炸，蒸發(fā)掉其表面的一部分，而剩余的部分能夠反沖走。作為安全預(yù)防措施，最先發(fā)射的兩個(gè)動(dòng)能撞擊航天器應(yīng)配備核裝置。特殊爆破裝置的效果可以根據(jù)小行星的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，距離它近一些引爆，爆炸效果更強(qiáng)勁，而遠(yuǎn)一些的爆炸效果更柔和。

并非科幻故事

關(guān)于“小行星撞地球”災(zāi)難的想象，不斷出現(xiàn)在科幻作品中。如何規(guī)避這樣的災(zāi)難也成為科學(xué)研究的一個(gè)熱門話題。小行星飛掠地球并不罕見，盡管大多數(shù)時(shí)候都安然無(wú)事，天文學(xué)家們還是時(shí)刻保持著警惕。

要想改變小行星的既定軌道，首先需要精確的預(yù)測(cè)，其后才有可能通過(guò)復(fù)雜的技術(shù)手段進(jìn)行軌道干預(yù)。美國(guó)宇航局已經(jīng)啟動(dòng)小行星撞地球的防御計(jì)劃，與多國(guó)合作對(duì)近地天體進(jìn)行觀測(cè)，積極追蹤近地小行星，提高更小直徑天體的追蹤成功率，探索防御小行星撞擊的方法。與此同時(shí)，直徑超過(guò)1千米的小行星一直被列作“可造成全球性影響”的潛在威脅天體，需進(jìn)行重點(diǎn)觀測(cè)追蹤。

到目前為止，已發(fā)現(xiàn)有大約900顆這樣的近地小行星，它們一旦撞上地球，后果將是災(zāi)難性的。

此次演習(xí)雖然只是虛構(gòu)，但小行星防御問(wèn)題并非只是科幻故事。盡管數(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)和人類帶來(lái)滅頂之災(zāi)。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是造訪地球的“?？汀保詈玫姆烙绞绞峭ㄟ^(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)人類構(gòu)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。

人類生存發(fā)展的歷程永遠(yuǎn)不會(huì)平靜，我們只有居安思危、未雨綢繆，才能應(yīng)對(duì)未來(lái)可能遇到的危機(jī)，前進(jìn)的腳步永不停歇。