今年10月，第一屆全國行星防禦大會在桂林召開。

行星防禦大會，很多人看到這個霸氣的名字第一反應都是一臉懵，恍惚間像是誤入了三體世界。地球莫不是收到了三體的威脅？水滴也正在趕來的路上？但瞅著這接地氣的大會照片，怎麼看也不像那麼回事。

放心，地球暫時還沒有受到什麼實打實的外太空威脅。但這並不意味著地球永遠處於安全的狀態，行星防禦這個話題雖然聽起來很魔幻，其實與我們的生活息息相關。我們所面臨的最大的來自外太空的威脅，就是——近地小行星的撞擊。

探討近地小行星撞擊風險以及應對方案，就是本次大會的主題。

近地小行星對於地球的威脅

看似遙遠卻又很近

大約46億年前，太陽系在早期形成時碰撞留下了許多岩石殘骸，這些古老的太空瓦礫就是小行星。目前，人類已知的小行星數量超過了110萬顆。最大的小行星直徑可去到530公里，比如說灶神星，最小的直徑也不過幾米。

這些小行星大部分存在於火星和木星之間的主小行星帶內。據估計，主小行星帶包含了190萬顆直徑大於1公里的小行星，以及數百萬顆更小的行星。根據小行星的軌道分佈（近日點距離、遠日點距離、長半軸），可以分為四大族：

看似遙遠卻又很近

圖/NASA JPL 太陽、地球、近地小行星族群的軌道分佈示意圖

木星巨大的引力會改變小行星原有的軌道，再加上其他天體的引力、太陽風、太陽輻射等複雜的太空環境的影響，小行星可能會離開主小行星帶，飛向漫漫太空，變成“流浪小行星”。

一些“流浪小行星”的路徑會與地球軌道相交，一般來說，距離地球軌道4500萬公里以內的小行星被稱為近地小行星（NEAs）。

再近一點，距離地球750萬公里（0。05個天文單位）、直徑大於140米的小行星，則被認為是會對地球造成重大損害的潛在危險小行星（PHA）。

圖/已知的潛在危險小行星（PHA）的軌道 2013年NASA資料

截至今年，經望遠鏡發現的近地小行星有近28000顆，這個資料以每年3000顆的速度還在不斷增長。光是今年觀測到的近地小行星的飛掠事件就已經發生了1074次，有21顆小行星甚至還飛進了大氣層。

Amor、Apollo、Aten、Atira。

小行星如果撞擊地球

高速飛行的小行星進入大氣層後，會在超高速氣動力和氣動熱相互作用下發生爆炸解體，也就是我們常說的“火流星”。小行星解體後的碎片撞擊到地球表面，撞擊產生的衝擊波和動能對於地球的破壞力極大。

圖/加拿大魁北克省的Manicouagan撞擊坑

如果撞擊到地球表面，會造成嚴重的人員傷亡和財物損失，就算是落到無人區，除了會損壞地表形成隕石坑之外，撞擊產生的衝擊波、熱輻射和光輻射還可能引發森林大火。撞擊產生的各種物質會瀰漫充斥整個大氣層，遮住陽光，引發冰室效應或者溫室效應。

如果撞擊到海洋，衝擊波會引發海嘯。據記錄，曾經就有一顆名為“Eltain”直徑 4千米的小行星，撞擊到南太平洋底部，在距其1 200～1 500千米遠的海域引起高度達到200～300米的海嘯。

圖/小行星撞擊事件分類

根據研究推測，地球歷史上發生了22次不同程度的生物滅絕，有11次都與小行星撞擊有關。比如說關於恐龍的滅絕，科學界普遍認為是由一顆直徑約10公里的小行星撞擊導致的。

還有2013年2月發生的俄羅斯隕石墜落事件，一顆直徑約18米，質量接近一萬噸的小行星在俄羅斯車里雅賓斯克上空爆炸，爆炸產生的能量約為50萬噸TNT，相當於30顆廣島原子彈。這次事件導致約1500多人受傷。

圖/車里雅賓斯克事件

小行星如果撞擊地球

會發生什麼？

面對威力如此之大的“天外來物”，人類能做些什麼來應對呢？科學家們想到了這麼幾招。

第一招：知己知彼，百戰不殆

為了避免“人在家裡坐，星從天上來”的手忙腳亂，探測和預警工作是重中之重。可以使用光學、雷達等地基望遠鏡，結合天基望遠鏡對有異樣的小行星進行跟蹤觀測，評估是否對人類構成威脅。

圖/我國主要觀測站及裝置

對於有撞擊地球威脅的近地小行星進行位置、軌道運動和特徵的連續觀測，確定更精確的可能撞擊位置和影響，以便做出下一步的應對。這就是國際小行星預警網路正在做的工作。

為了提高對於小行星撞擊的應對能力，NASA每隔兩年都會進行一次“小行星撞擊演習”，模擬撞擊情景並且討論減災的最佳行動方案。在2019年的第六屆行星防禦模擬演習中，地球派出動能撞擊器擊中了小行星，小行星分裂出的碎塊擊中了紐約，將周圍十幾公里夷為平地。

第二招：硬核摧毀

這一招簡單來說就是攔截摧毀小行星，比如說用核爆的方式。曾經科學家做過一個計算，使用 10 萬噸級的核彈頭，就能炸碎上百米直徑的小行星。只不過核爆可能會造成核汙染，爆炸產生的碎片也可能引發其他安全問題，有弄巧成拙的風險。

第三招：撞擊勸退

這一招也叫做動能撞擊重定向技術，透過動能撞擊影響和改變小行星的執行方向和軌道。

11月24日，NASA進行了一個“雙小行星重定向測試”。他們發射了一個航天器DART，DART的目的地一個名叫 Dimorphos 的小衛星，它圍繞著Didymos行星旋轉。

經過一年的飛行，DART預計會在 2022 年 9 月撞擊 Dimorphos，科學家預測在成功撞擊後，Dimorphos的執行軌道會相應發生變化。

圖/NASA 雙小行星重定向測試DART

第四招：熱量推進

當小行星旋轉時，太陽熱輻射會加熱一側，在旋轉到陰面冷卻的時候，紅外能量被釋放出來，在小行星上產生微小但持續的推力，這叫做雅爾科夫斯基效應。

利用這個效應，人們設想，如果將小行星一側塗黑，透過熱能有可能讓小行星發生路徑偏移。

第五招：重力牽引

發射一個巨大的航天器飛近小行星，透過航天器的引力改變小行星的執行軌道。

除了這五招之外，人們還設想在地球軌道上部署太陽能-高能鐳射陣列，用鐳射“消滅”小行星，或者跟流浪地球一樣，藉助助推器推動小行星移動。

總結下來，人們對付小行星的方法很多，有些腦洞很大，但是實際操作可能性很小。目前來看，動能撞擊重定向技術是最成熟的一種。

我們常在新聞中看到某個小行星或彗星等近地天體和地球擦肩而過，很少有聽說過撞擊且產生了毀滅性影響的，這就總讓人誤以為近地天體撞擊地球是一個不大可能的事情。

事實上，保衛地球的工作，一直在進行。

End

會發生什麼？

［1］https：//solarsystem。nasa。gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/in-depth/#many_shapes_and_sizes_otp

［2］https：//cneos。jpl。nasa。gov/about/neo_groups。html

［3］https：//www。jpl。nasa。gov/images/pia17041-orbits-of-potentially-hazardous-asteroids-phas

［4］歐陽自遠，奔走天地間：歐陽自遠科普文選，科學出版社

［5］小行星空爆影響分析及應對建議_王棲溪

［6］https：//www。jpl。nasa。gov/news/nasa-fema-international-partners-plan-asteroid-impact-exercise

［7］https：//www。minorplanetcenter。net/

［8］https：//www。nasa。gov/specials/pdco/index。html#dart

［9］https：//www。jpl。nasa。gov/news/nasas-next-generation-asteroid-impact-monitoring-system-goes-online

注：封面圖以及文中插圖來源網路

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面對小行星的襲擊

人類能做什麼？