“大国利器”曝光!近地小行星防御系统,到底有多重要?

“大国利器”曝光!近地小行星防御系统,到底有多重要?

首页枪战射击小行星攻击防御地球更新时间:2024-08-03

在我国的航天日,这个特殊日子里,央视报道了我们即将建设组建小行星防御系统的计划。很多人懵了:星链都要发射4.4 万卫星占领轨道了,我们还在关注小行星?别着急,这个事情没那么简单,今天我们就来科普一下这个小行星防御系统到底是怎么回事,以及它背后更多的意义,有些恐怕超乎你的意料。

小行星威胁

先来说一下浮在水面上,大家都能看到的“小行星”威胁。这些年科学家逐渐达成一个共识,地球霸主“恐龙”的落幕是因为一颗小行星撞击地球所致。按照科学模拟猜测,在6500万年前,一颗小行星穿越大气层,遮天蔽日般撞击在地面上。巨大的能量冲击波瞬间毁灭了周围的一切,海啸,火山喷发接踵而至。慢慢的,灰尘布满天际,地球笼罩在黑暗之中,阳光被遮挡,曾经的舒适温床一下子就变成了冰冻“棺材”,远古时代的霸主纷纷冻死在绝望之中。

灭绝恐龙的小行星撞击事件在这个时代仍有发生的可能性。目前为止,我们已经发现了接近两万八千颗近地小行星(轨道与地球轨道相交的小行星,这种小行星对地球造成危险的概率更高),其中,对地球有威胁的公里级小行星(直径超过1公里)接近九百颗,理论中还有几十颗未被发现。这些小行星最终要么撞击行星,要么飞出太阳系。所以它们很危险。

尽管人类的能力超出了恐龙太多,但是面临同样级别的天灾人祸,只怕也是捉襟见肘。退一步说,我们尽可以在末日来临之前保留“火种”,但是那样的代价太大了。所以,如果我们能提前规避末日,岂非上上之选?小行星防御系统*便是这个事情。

寻找近地小行星

不过这个事情要是有嘴上说说那么简单就好了。要是没点航天实力,根本没法操作。以导弹防御系统作为比照,小行星防御系统,做的就是“发现导弹—拦截导弹”的这个过程。具体来说就是:当小行星有撞击地球的可能时,小行星防御系统就会提前发现并解决危机,让其不再撞击地球。

所以,小行星防御系统首先要具备的功能就是“监测”,能够将危机扼*在摇篮之中。要做到这一点,我们要找到那些近地小行星,并根据其运动轨迹来计算出撞击地球的可能性。按照国家航天局副局长吴专家的话来说就是: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。

监测和预警

这就需要应用到两个技术,一是“太空探索”,二是“超级计算”。“太空探索”是一个系统性的事,主要部分在于物理探索,也就是航天探测器和载人航天等。而小行星防御系统的对“太空探索”中的太空望远镜提出了很高的要求。很多人不知道,其实这一块咱们是高手。中科院一直在进行一个“地球2.0”的项目,计划向发射一个像开普勒望远镜那样的空间望远镜。其能够观测遥远的银河系,寻找到适宜人类生存的系外行星。对于我们来说,寻找近地小行星只是小菜一碟。

如果光从预警角度来看,我们还更强。位于贵州的「FAST射电望远镜」口径500米,开创了巨型望远镜新模式,其灵敏度要在世界第二大望远镜的2.5倍以上。同时,FAST本质上是一个巨型雷达,如果连它都发现不了撞击地球的小行星,那别人的就更别想了。

超级计算

找到小行星之后,接下来要做的就是计算它是否有可能撞击地球。这个是相当复杂的,美宇航局此前就一直使用一个名叫哨兵(Sentry)的软件来计算这玩意。哨兵第一代工作了20年,可以计算出小行星未来100年内和地球相撞的可能性。而在第一代基础上,Sentry二代(Sentry-II)现在也出来了,计算能力进一步上升,精准度高达百万分之几。而且,Sentry二代不仅在能力上升级了,计算体系也更全面,将太阳热力和地球引力等会对小行星造成影响的因素也统计了进去。

这个咱们其实也还行。在最新的世界超级计算机五百强中,我国的「神威太湖之光」和「天河二号」分别排在了第四和第七的位置,同时前五百榜单里,我国日常上榜数量超过两百。可以说,超级计算机,我们是真的不缺。

拦截

找到近地小行星,给它们整个“花名册”,再把“刺头”挑出来,接下来就是好好教育了。怎么个教育法?一般人都会想到一个词“拦截”。拦截即意味着发射大威力核弹,直接在小行星飞向地球时将其摧毁。其会导致小行星碎裂成无数块,分散在地球轨道,对我们的航天器造成巨大威胁;除此之外,核弹在太空中威力非常小,届时能不能拦截住还是个问题。

所以,除非真的是没有监测到,我们最好还是选择温柔一点的方式,避免通过破坏进而引发更严重的事故。当然了,真到那时候,拦截也是有必要的。所以,其又算是一个保底措施。那么,这个风险很大的保底措施,有补救措施吗?自然是有的,我们拥有很强的太空垃圾处理能力,包括13年发射的「实践7号」和2016年发射的「遨龙一号」,都自带技术强大的机械臂,可以将太空垃圾抓住,扔到大气层或者高轨道地区处理。

而随着去年「实践21号」卫星升空,我们这一方面的能力又变强了。据说其可以扔出一张网将太空垃圾网住,再进行处理。效率和精准度都上升了很多。

探测和更改轨道

既然拦截不是什么好的“教育方式”,那什么比较好?航天局副局长吴专家表示我们打算对其中一个做个“家访”,让它正视错误,换个道路走。这个过程中,我们首要要进行小行星进行探测。

而探测这个事情,走在前面的应该是日。2010年6月13日,日「隼鸟号探测器」在经过七年时间,六十亿路程的漫长旅行后,回到地球家乡,并带回来小行星糸川上的物质。十年后,2014年发射的「隼鸟2号」也回归地球,带回来另一个小行星龙宫上的物质,据说其中还包含有“水合矿物质”。

日在小行星探测上的成就让人惊叹,在其他大国都专注于八大行星和月球的时候,日却在小行星领域高歌猛进。现在,我们也打算入场,不让日“一家独大”。航天局副局长吴专家表示:

我们争取在“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,这样为我们未来人类真正应对小行星地外天体对地球家园的威胁,真正作出我们中国新的贡献。

撞击小行星使其改变轨道,听上去很简单,实际上难得多。拿日探测器做个比照,「隼鸟号探测器」只需要飞到小行星,用子弹撞击小行星导致岩石碎片飞起,然后进行收集。但是,改变轨道,你用子弹撞击?不现实吧。科学家想的是,用太空飞船或者火箭来撞击推动。但别忘了我们说过,有威胁的是公里级小行星,要推动它们,一般的航天器怕是不好使。所以我们又需要大型航天器,继而我们又需要大推力火箭......

所以,航天局副局长吴专家表示要更改小行星轨道,真不是什么简单事,所以我们可能还需要再努力一下。

不亏

说了这么多,我们总算把小行星防御系统这个事情整得大概明白了。但还有个疑问,整了这么大功夫 ,真就只是为了防御小行星?人类的历史如果从智人开始算起,那也有几十万年了。在古老的历史中,我们都挺了过来,现在差这几年吗?

这其实是一个成本问题,不谈理想,光谈性价比,其实一点都不亏。首先建设这个防御系统成功的可能性很高。纵观我国航天发展史,一步一个脚步,从来不说要一口吃成一个胖子。这一次要建设小行星防御系统,也是各项技术水平差不多,一个水到渠成的事。就算是技术还没过关的,那也是我们即将要攻克的重点,比如说建设更大推力的火箭。

其次,建设这个防御系统所用到的很多技术,我们都已经有了,这就节省了大量成本。比如说太空望远镜监测技术,超算技术,航天探测器,核弹等等。所以,表面上我们是要搞一个新东西,实际上我们是在整合已经拥有的各项技术进行统一应用。结合第一点,这恰恰是我们航天实力的一种体现。

最后,这个防御系统难道真就只能防御小行星吗?前文我们拿导弹防御系统作对比,就不难知道,这个防御系统,它至少可以在现在和未来防御航天领域的攻击,保护我们的航天器安全。再者,我们也别忘了,它强大的善后能力,可以清理掉轨道垃圾。这个“垃圾”,可能大家还不知道它是一个广义概念,还包括了那些“报废”的小型卫星和航天器。

可以试想一下,美如果还继续用它的廉价航天器(比如星链卫星)来碰瓷我们的昂贵卫星,那它们很有可能会被列入“垃圾”行列,直接被清理了。毕竟我们的目标是公里级小行星,航天器那点大小还真有些不够看。

综上所述,我们现在搞的这个小行星防御系统,不仅性价比高,而且还是多用型的。正常情况下,它会对周围星域进行监测,收集信息。如果发现小行星威胁,它就会发挥行星防御系统的功能,但如果发现别的威胁,它会发挥什么功能,那就仁者见仁,智者见智了。不妨,您也来猜测一下?

“大国利器”曝光!近地小行星防御系统,到底有多重要?

我们要建的小行星防御系统,是为了防止人类突然“没”了吗?

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