虽然我们通常知道最大的天体-太阳、行星、卫星，以及最大的小行星和柯伊伯带天体-但令人不安的事实是，那里有数百万个天体对我们星球上的大多数生命构成了生死存亡的威胁。
如果一颗足够能量的撞击--来自小行星、柯伊伯带天体、奥尔特云天体，甚至星际天体--与地球相撞，那不仅可能是我们整个物种的灭亡，也可能是地球上超过一半的物种的灭亡。
如果有这样的发现，我们的反应会是什么呢？
尽管你可能认为无论具体情况如何，答案都是一样的，但事实证明，“拯救地球”的最佳方式高度依赖于我们所面临的威胁类型。
以下是你应该知道的，包括如果你发现自己的任务是将地球从某种厄运中拯救出来，你应该问自己什么问题。
如果一颗大型小行星撞击地球，它有可能释放出巨大的能量，导致局部甚至全球灾难。
仅出于能源方面的考虑，导致恐龙灭绝的撞击可能是一颗约7公里的彗星，也可能是一颗约10公里的小行星。
然而，当检查完其余证据时，小行星是唯一的选择。
是什么使影响具有潜在的危险性？
有很多因素决定了影响的危险性有多大。
撞击的地点可能会产生很大的不同，特别是对于较小的撞击器：击中北极的撞击造成的生命损失比袭击纽约市的要少得多。
与几乎垂直于地球表面的撞击相比，以非常浅的角度进入大气层的撞击会在撞击前损失大量的速度，因此也会损失大量的能量。
其他因素，如组成、密度、大小，以及它是否被潮汐扰乱，都可能起到作用。
但压倒性的因素仅仅是能量：很好的旧动能，或者说冲击器质量的0.5倍乘以速度(相对于地球)的平方。
这些能量在很大程度上会转移到地球上，造成如下影响：
产生了非常强大的冲击波，
包括大气，海洋和地壳冲击，
伴随着海啸，地震，可能还有火山活动，
掀起了大量的碎片，这些碎片将有效地阻挡地球上的太阳数周之久，
还有更多。
如果它像摧毁恐龙的撞击那样能量-相当于数十亿枚原子弹同时爆炸-随之而来的灾难将与我们的星球在上一次大灭绝事件中经历的情况相当。
这部动画描绘了已知近地天体(NEO)在过去20年中各个时间点的位置地图，最后绘制了截至2018年1月所有已知小行星的地图。
为了准确了解小行星(或任何近地天体)的轨道特性，必须在一段时间内在许多不同的点测量其位置和速度。
要消灭人类需要多“糟糕”呢？
你必须明白，决定潜在撞击器能量、质量和速度的两个组成部分与物体的大小和起源位置密切相关。
起源于小行星带的小行星相对于地球的运动往往相对较慢：大约在10-20公里/秒左右。
来自柯伊伯带或奥尔特云的彗星在经过地球时的移动速度往往是质量相似的小行星的三倍左右，而星际物体虽然更为罕见，但移动速度可以是小行星的四到八倍。
记住，由于能量的尺度是速度的平方，这意味着彗星的质量可能只有小行星的11%，或者星际物体的质量可能只有2%，但仍然有同样的破坏性影响。
城市*手很常见；我们似乎每隔一个世纪或几个世纪就会遇到这样的事件，1908年的通古斯卡事件和造成亚利桑那州巴林格陨石坑的撞击就是两个这样的例子。
这些事件是由直径约10-100米或更小的物体引起的，能量大约相当于一枚原子弹，造成的破坏程度相当：大多局限于撞击区域。
像希克苏鲁伯陨石坑撞击这样的行星*手很少发生：平均每几千万年发生一次。
它们的能量是城市*手的数十亿倍，它们的大小都超过了约1公里。
(请记住，一个直径是另一个物体直径10倍的物体的体积是另一个物体的1000倍，质量是另一个物体的1000倍以上。)
虽然行星*手很少见，但在许多意义上，它们是所有物体中最危险的。
还有一种中等范围的物体，比城市*手还大，但不一定会产生延伸到整个星球的灾难性影响。
这些地区性的影响可能会造成跨越多个国家甚至多个大陆的破坏，并可能引发彻底摧毁沿海城市的海洋海啸。
这些现象通常发生在数万年的时间尺度上。
对这些不同类别的影响进行分类是实施都灵标准的主要进展之一。
巴林格陨石坑，也被称为流星陨石坑，是一个令人印象深刻的陨石坑，位于亚利桑那州沙漠，直径超过1.6公里。
虽然这个陨石坑是几万年前形成的，但它是由一个直径不到100米的相对较小的撞击器造成的。
当谈到这种冲击产生的灾难性影响时，能量和位置是最重要的因素。
缓解问题的三个关键。
如果我们想要充分保护我们的星球免受这样的威胁，很明显恐龙没有足够的地球保护计划，有三个主要的关键我们必须解决。
它们是：
最大化从危险识别到影响的时间，
最大限度地减少干预所需的时间：即到达危险对象，
并以正确的方式进行干预，或者使物体偏转以便不会发生碰撞，或者将实际发生的任何碰撞造成的损害降至最低。
这是我们绝对要提前做好准备的工作之一。
除非我们构建、创建、利用和维护一个系统，以便在威胁到来之前很好地识别这些对象，否则无法进行缓解。
除非我们开发出技术，以快速和必要的轨迹到达并与潜在危险物体会合，否则我们将对任何不可避免的到来毫无准备，我们将不得不承受损害。
除非我们事先准备好采取最佳途径来防止其他灾难性的影响，否则我们将面临大约6500万年前所有的陆地动物遭受的同样命运的风险：全球灭绝。
维拉鲁宾天文台是大型天文观测望远镜的所在地，不久将投入使用，将成为人类识别和跟踪潜在危险物体轨道的最佳工具。
如果我们能够克服卫星巨型星座带来的障碍，我们就可以在保护地球免受危险撞击方面获得应有的几个数量级的领先时间。
任何这一切的第一步都是身份识别。
在一个理想的世界里，我们应该有一套专门的调查来跟踪和测量所有以上的物体，比如说，大约10米大小的物体，这些物体都受到太阳系的引力约束，包括小行星、柯伊伯带物体和奥尔特云。
当然，这有一个巨大的问题：我们只能看到足够亮的物体，可以在望远镜中看到，而更小、更远的物体更难看到。
它们看起来有多难？
答案让大多数人大吃一惊。
直径为一半的物体反射的光仅为另一个物体的四分之一，因为表面积与物体的平方半径成正比。
但是一个距离是另一个物体两倍的物体看起来只有另外一个物体的十六分之一亮！
为什么会这样呢？
因为光像球体一样散开。
如果一个物体的距离是另一个物体的两倍，那么与较近的物体相比，它只接收四分之一的光线。
然后，光必须从物体返回地球，在那里，距离更远的物体距离是地球的两倍，所以它的表观亮度进一步减少了四分之一。
此外，确定一个物体的轨道轨迹需要在它显著改变位置的一段时间内进行多次观测。
对于小行星带中的一个天体来说，几天或几周的时间可能就足够了，但对于一个远离柯伊伯带的天体来说，你需要更长的时间尺度--甚至可能是多年--的独立图像集，才能准确地确定它的轨道。
这张时光流逝的动画照片显示的是2017年从拉脱维亚里加追踪到的小行星3200法埃顿(Phaethon)。
这是双子座流星雨的母体：一颗直径只有5.8公里的小行星，大约是6500万年前灾难性地撞击地球的小行星的大小。
一个物体离我们越远，我们就越需要在很长一段时间内进行更多的观测，以确定它未来的轨迹。
假设我们可以确定一个物体的轨迹，我们就可以准确地预测它何时会面临撞击地球。
在这一点上，下一步是启动一项任务，以最快的速度拦截该物体。
然而，这并不一定意味着简单地以最大速度向我们感兴趣的物体发射一个直接碰撞的太空探测器。
事实上，现在我们甚至没有能够实现这一目标的活跃技术；我们必须计划一条利用其他物体的引力辅助的轨道，比如我们太阳系的其他行星，以到达位于太阳系外的目标。
此外，你不一定想要到达时相对于物体移动得非常快；你可能想要在它上面进行“软着陆”，这需要调整你的速度来匹配到来的危险。
这不是一个微不足道的问题，在太阳系的历史上，我们只在两个物体上进行了一次受控的交会和成功的软着陆，分别是通过Hayabusa和Hayabusa-2任务。
虽然我们之前曾与小行星和彗星会合，包括哈雷彗星、近地小行星爱神和67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星，但没有成功着陆。
欧洲航天局的罗塞塔任务多次拍摄到67P/Churyumov-Gerasimenko彗星的图像，在那里观察到了它不规则的形状、挥发性和放气表面以及彗星活动。
然而，菲莱的着陆尝试却是失败的；只有两次任务成功地在彗星或小行星上软着陆。
最后，假设你确实带着你设计的参数到达了那里，你仍然需要制定适当的，更重要的，充分的干预措施。
在这一点上，重要的是要认识到，没有一刀切的干预措施可以适用于所有情况。
相反，我们应该采取哪种干预措施取决于四大因素。
组成。
一个富含冰块、低密度、被挥发物覆盖的物体与一个坚固的岩石物体相比，是一个非常不同的案例研究。
一个像近地小行星Itokawa这样的松散的碎石堆积在一起的物体，需要比一个绑得更紧的物体更精细地处理。
这一因素不容忽视。
弹道。
一个质量较大的物体以低速运动，与一个质量较小的物体以非常快的速度运动，呈现出截然不同的情景。
尽管它们彼此拥有相同的动量，但它们的能量和最佳改变轨道的路径对它们来说可能是非常不同的。
此外，被海王星或木星等巨行星扰动的物体，如果我们能在相互作用之前到达它，而不是之后，那么纠正它的路线会容易得多。
弥散。
这个因素本身就告诉我们，改变一个潜在危险物体的速度有多难。
对于质量较小的物体来说，对于轨道完全相同但质量稍重的物体来说，这种解决方案可能是行不通的。
剩下的时间。
这一点再一次至关重要。
如果你需要将一个物体的轨道改变约6000公里(大致相当于地球半径)，那么如果你在还剩一年的时间里到达那里，你只需要改变它的速度19厘米/秒。如果你还剩下一个月的时间到达那里，你需要把它的速度改变为每秒2.3米。
如果你在撞击前还有24小时才能到达那里，你需要将它的速度改变70米/秒。
DART任务示意图显示了小行星(65803)Didymos对卫星的影响。
地球光学望远镜和行星雷达的撞击后观测将反过来测量小卫星围绕母体轨道的变化。
拯救地球的选择。
所以，让我们假设我们采取了所有这些步骤。
我们在潜在危险物体击中我们之前识别它，我们准备并启动一项任务，与该物体会合并(如果必要)与其对接，然后我们准备进行干预。
我们该怎么办？
如果你看了“不要抬头”，你就会看到将物体分割成更小部件的策略，其想法是地球比单一的大撞击更容易在许多小撞击中幸存下来。
不幸的是，这个想法太愚蠢了。
如果你以相同的速度用100个小质量的撞击地球，而以同样的速度用1个大质量的撞击地球，你所给予地球的能量是完全相同的。
就像当苏梅克-利维彗星解体，它的20多个组件全部撞击木星时，灾难的程度将保持不变；它只是在全球范围内更均匀地分布。
你下一步可能会考虑制造一个直接的动能撞击器，类似于NASA最近的DART任务。
如果物体足够固体，质量足够低，这是一个潜在的选择，因为航天器携带的少量动量原则上可能会极大地改变危险物体的轨迹，特别是如果它足够早到达的话，从而使其偏离地球。
然而，这对于碎石堆物体来说就不那么有效了，而且无论是在短时间尺度上还是对于非常大的物体来说，这实际上都是不可行的。
喷气推进实验室的Nexis离子推进器是一种长期推进器的原型，可以在很长的时间尺度上移动大质量物体。
如果我们有足够的时间，像这样的推进器(或一系列推进器)可以拯救地球，使其免受潜在的危险影响。
如果你有充裕的时间，在你的物体上安装一个被动推进器--比如由离子驱动的推进器--可以提供温和、持续的推力。
如果你能足够早地到达那里，这种缓慢的动量应用，特别是如果我们可以控制它的方向，可能足以慢慢地将危险推开。
然而，质量越重，时间越短，需要的推进器就越多。
还有布鲁斯·威利斯(Bruce Willis)的选择：核装置。
如果你有一颗碎石堆积的小行星或像彗星这样易挥发的物体，你会想要在靠近物体的太空中引爆核装置，否则你只会在它身上炸一个洞。
通过引爆它远离物体，你有三个目的：你保持物体作为一个单一实体完好无损，你改变它在与爆炸地点相反的方向上的动量，你不会用放射性物质填充危险，然后放射性物质会回到地球。
然而，如果物体是固体和大质量的，精确的干预就会变得更加模糊；这取决于设备的能量与物体运动的耦合。
尽管我们面前没有生死存亡的威胁，但据我们所知，在下个世纪，有一个物体值得关注：斯威夫特-塔特尔彗星，英仙座的母体。
它比创造希克苏鲁伯陨石坑的物体更大、速度更快；如果它撞击地球，它将提供大约25-30倍于撞击器的能量。
在4479年，有一个不可忽视的机会，在引力接近木星后，它实际上会与地球相撞。
美国宇航局行星保护办公室称其为“人类已知的最危险的物体”。
2019年12月26日拍摄到的明亮恒星参宿六是夏季三角的一员，是一个突出而五颜六色的双星系统。
在每次150秒的10次曝光中，一列Starlink卫星经过同一天空区域。
虽然这种裸奔效应对专业天文学和业余天文学都有重大影响，但遭受最大损失的是行星保护科学。
当然，从科学的角度来看，我们今天面临的最大问题是努力识别和追踪这些物体本身。
在目前正在发射的一系列明亮、新颖的卫星为全球提供高速、低延迟互联网而受到影响的所有天文努力中，识别、跟踪和确定潜在危险物体的轨道是一个正在遭受损失和损失最大的研究领域。
我们允许这些卫星的存在，实际上是在与我们的生存玩一场碰运气的游戏，进一步强调了对地球周围环境进行迅速、全球监管的必要性。
理想情况下，我们应该用大型广角望远镜监测天空，寻找太阳系天体亮度和位置的微小变化，以确定威胁级别。
我们应该通过国际合作和全球范围的重大投资来测试技术，以缓解各种可能的情况。
我们甚至可能想要考虑L3的天基天文台：地球轨道上的点位于太阳的另一边，那里是最难识别的潜在危险物体所在的地方。
如果我们采取这些干预措施，我们将有大约十年的时间为任何可能的潜在影响做准备。
没有他们，就是我们今天所处的位置，我们只能依靠不倒霉来确保我们的生存。
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