人类首次：美航天器撞击“无辜”小行星

北京时间9月27日7时14分，在人类对行星防御的第一次测试中，美国国家航空航天局（NASA）“双小行星重定向测试”（DART）任务的航天器成功撞向一颗名为“迪莫弗斯”（Dimorphos）的小行星。

据介绍，此次被撞击的“双形态”小行星是一个近地双小行星系统中体积较小的一颗，直径约160米，它环绕该系统中另一颗名为“双胞胎”的小行星飞行，后者直径约780米。这两颗小行星对地球都没有威胁。

DART航天器撞击小行星前几秒钟，可以看到“迪莫弗斯”（Dimorphos）的详细情况。图片来源：NASA官网

DART航天器重约570公斤，主体尺寸与一辆小汽车相当，两侧各有一个完全展开后长约8.5米的太阳能电池板，搭载高分辨率摄像机和自动导航系统。它于2021年11月24日从美国加利福尼亚州范登堡太空军基地发射升空，飞行约10个月后到达目标区域附近。

在距离地球1100万公里的太空中，总重600公斤的DART航天器以22500公里/小时的速度与重约500万吨、直径约163米的目标小行星“迪莫弗斯”相撞。

NASA的DART航天器。图片来源：NASA官网

美国东部时间9月26日19时14分，美国国家航空航天局（NASA）执行“双小行星重定向测试”（DART）任务的宇宙飞船成功撞击小行星“迪莫弗斯”（Dimorphos），使其偏离原运行轨道，完成了检验能否使“杀手小行星”偏离地球的测试任务。

但是此次任务是否成功需要数周甚至数月时间才能揭晓。欧洲航天局计划于2024年发射“赫拉”航天器，以更详细地记录撞击的后果。

小行星：太阳系碎片

小行星，指的是沿椭圆轨道围绕太阳公转的自然形成的固态小天体。天文学家认为，它们由太阳系形成过程中没有形成行星的残留物质演变而来，有人干脆称小行星为“太阳系碎片”。其中，对地球有撞击威胁的主要是近地小行星，即公转轨道与地球轨道相交或距离非常近的小行星。

但也并非所有的近地小行星都有能力对地球构成威胁。中科院紫金山天文台的近地天体探测和太阳系天体研究首席研究员赵海斌解释到，在近地小行星之下还存在一个子集，即“对地球构成潜在威胁的小行星”（简称PHA）。简单来说就是直径大于140米，与地球轨道距离小于750万公里的小行星，都可以归入PHA类别。

深空威胁：曾多次与地球“亲密”接触

大约6550万年前，包括恐龙在内的绝大部分地球动植物灭绝，其中一种原因猜想便是“陨石碰撞说”。

2013年2月15日上午9时15分，俄罗斯西部小城车里雅宾斯克的居民看到天空中出现多个耀眼的发光体，以极快的速度划过天际，并伴随着刺耳的爆炸声。最后这些不明物体拖着火焰撞向地面，并引发了巨大的冲击波，城内大量建筑物的玻璃被震碎，总共有1491人被撞击引发的冲击波所伤。科学家在事后证实，此次事件正是一颗近地小行星的“杰作”。

2013年，一颗只有20米左右直径的陨石划过车里雅宾斯克的上空。图源：北京科技报

1908年6月30日上午7时许，一颗直径60~190米的小行星在距离地面6~10千米高的上空爆炸。爆炸发生在俄罗斯通古斯河附近，威力当于2000万吨TNT炸药。

2000年1月18日凌晨，一颗流星体在加拿大育空地区首府白马市上空26千米处爆炸，形成巨大火球，夜空被照亮如昼。

小行星2008 TC3是人类历史上首颗被“预警”的撞地小行星，整个“撞击”过程被地面设备追踪长达20小时。2008年10月7日，2008 TC3由苏丹北部上空进入大气层并发生燃烧，无数陨石碎片散落在广阔的努比亚沙漠中。

仅2021年，近地小行星飞掠事件就发生了1074次，科学家观测到有21颗小行星进入大气层。

美国航天局称，虽然在未来100年内，没有任何已知直径大于140米的小行星有撞击地球的实质性风险，但迄今这类小行星中只有约40%已被探测发现。

主动接招：防御天外威胁

中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室李明涛研究员接受媒体采访时称，小行星防御一般是通过主动手段，包括核爆、动能撞击、激光烧蚀、离子束牵引、引力拖曳、质量驱动等，破坏小行星的结构或者偏转小行星的轨道。有航天专家对《环球时报》称，其中一些手段，比如核爆可能使小行星被炸成碎块，会继续飞向地球或危害太空中的航天器。相对来说，理论上最可行的手段是动能撞击，即利用飞行器撞击小行星。不过，所有这些方案目前都只有“理论可行性”，是否切实可行可靠，要靠将来的实践来检验。

2020年，中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室研究员李明涛和他的同事们发文介绍了“以石击石”的防御概念。即在太空中捕获百吨级重量的岩石，然后操控岩石变轨，撞击对地球有威胁的小行星，最终将危地小行星偏转出撞击地球的轨道。相比经典的动能撞击方法，“以石击石”方案对危地小行星的偏转距离可提升约一个数量级，为人类在短时间尺度应对百米级直径的潜在威胁小行星提供了新的思路。审稿人评价该文章提出了一个“新颖、有趣、高效防御危险小行星的潜在方法”。

在真正有小行星威胁地球的情况下，解决方法是用足够的力度撞击小行星体，使其转向，但同时又不能太过猛烈，导致其向地球发射小岩石碎片。此次DART任务将为科学家完善行星防御计划提供更多数据。

我国将组建近地小行星防御系统

国家航天局副局长吴艳华此前在接受媒体采访时表示，国家已经批复了行星探测工程。我国将着手组建近地小行星防御系统。争取在“十四五”末期或者2025年、2026年实施一次对某一颗有威胁的小行星，既进行抵近观测，又实施就近撞击，就改变它轨道进行技术实验。

国家航天局副局长 吴艳华：我们要开始完善建立地基天基对小行星的监测预警系统。这样我们既要编目，而且关键是要分析哪一些是重危型的要进行判断。第二个我们就是要研究探索相关的技术和工程，有没有可能解除这些威胁，我们要进行相关的技术研究和攻关。

同时，我国还将着手组建近地小行星防御系统，组织编制近地小行星防御发展规划，开发近地小天体防御仿真推演软件并组织开展基本流程推演。

未来计划建立的近地小行星监测预警系统和防御系统，将真正刷新我国在这一领域的成就。当然该项目的实际意义是超越国界的，赵海斌认为，防御近地小行星撞击地球，本身就是一个需要站在人类命运共同体的高度去考虑的问题。在谈到这个雄心勃勃的计划时，他对记者说：“如果是比较大的撞击，那就会引起全球或区域性的灾害。中国作为一个航天科研能力快速进步的国家，同时也是一个负责任的大国，需要具备这样的能力，去保卫我们共同的家园。”