路透社近日報道稱,在2021年末到2022年初的某個時候,美國宇航局將發(fā)射一艘機器人航天器,來攔截兩顆距離地球相對較近的小行星。當(dāng)它在一年后到達時,航天器將在兩個巖石天體中較小的一個上墜毀,以觀察小行星的軌跡變化有多大,這將是人類首次嘗試改變天體的運行軌跡。而與此同時,中國科學(xué)家也正在進行這方面的研究。
在路透社這篇報道發(fā)表前,中科院官網(wǎng)7月初發(fā)布了一篇題為“空間中心提出應(yīng)對潛在威脅小行星的‘末級擊石’防御方案”的文章。文章稱,針對傳統(tǒng)動能撞擊(CKI)在短期預(yù)警時間條件下無法有效防御直徑140米級危地小行星的問題,來自中國科學(xué)院復(fù)雜航天系統(tǒng)電子信息技術(shù)重點實驗室、中國空間技術(shù)研究院北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所、中國運載火箭技術(shù)研究院北京宇航系統(tǒng)工程研究所的專家們合作,設(shè)計出航天器火箭末級組合動能撞擊方案(AKI,簡稱“末級擊石”)。
文章指出,參考長征五號運載火箭的技術(shù)參數(shù),假設(shè)火箭末級重量為6.5噸,以偏轉(zhuǎn)直徑約492米的“貝努”小行星軌道為例,研究人員開展了數(shù)值仿真。結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)動能撞擊方案,利用單發(fā)長征五號發(fā)射“末級擊石”任務(wù)的偏轉(zhuǎn)效果可等效于三發(fā)長征五號發(fā)射傳統(tǒng)動能撞擊任務(wù)的偏轉(zhuǎn)效果。
該文章稱,對于十年內(nèi)偏轉(zhuǎn)直徑140米的小行星軌道,偏轉(zhuǎn)距離可由不足一倍地球半徑提升至一倍地球半徑以上,為十年預(yù)警時間條件下偏轉(zhuǎn)直徑140米級危地小行星提供了一種潛在的高效技術(shù)手段。
路透社指出,長征五號火箭是中國近期太空雄心的關(guān)鍵——從提供空間站模塊到發(fā)射探測器到月球和火星。 自2016年以來,中國已成功發(fā)射了6枚長征五號火箭。
針對中國用長征五號來偏轉(zhuǎn)小行星的設(shè)想,貝爾法斯特女王大學(xué)天體物理學(xué)研究中心的艾倫·菲茨西蒙斯(Alan Fitzsimmons)教授評論道:“將發(fā)射火箭的上面級保持在引導(dǎo)航天器上,制造一個大型‘動能撞擊器’來偏轉(zhuǎn)小行星的提議是一個挺好的設(shè)想。”
菲茨西蒙斯告訴路透社:“通過增加撞擊小行星的質(zhì)量,簡單的物理學(xué)原理就可以確保產(chǎn)生出更大的效果。”但他補充說,需要更詳細地研究此類任務(wù)的實際操作性。
倫敦帝國理工學(xué)院的加雷斯·柯林斯(Gareth Collins)教授表示,按照目前的估計,在未來 100 年內(nèi),一顆100米寬的小行星撞擊地球的可能性大約為1%??铝炙拐f:“像 ‘貝努’ 那樣大小的東西(碰撞地球)的可能性則還要小 10 倍左右。”
路透社稱,科學(xué)家們說,改變小行星的路徑比用核炸藥爆破的風(fēng)險要低,核炸藥可能會產(chǎn)生更小的碎片,而不會改變它們的飛行路線。
此前《南華早報》報道稱,經(jīng)過仿真測算,中國接連發(fā)射23枚長征五號運載火箭,對“貝努”小行星進行接連撞擊,就能達到改變其軌道的目的。美國國家航空航天局和勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室2018年曾經(jīng)提出“超高速小行星遷移任務(wù)應(yīng)急響應(yīng)”的研究項目,就是發(fā)射75枚“德爾塔IV”重型火箭,接連撞擊來襲小行星,改變其飛行軌跡。
與美國方案相比,中國的技術(shù)路線所需發(fā)射的航天器數(shù)量要少很多,成本更低,需要的準(zhǔn)備時間更少。美國方案需要25年預(yù)警時間,中國方案則只需要10年的預(yù)警時間。