行星防御：保護(hù)地球免受太空威脅

2025-11-23 18:51:12 分類：綜合 閱讀(64726)

行星防御是行星努力監(jiān)測(cè)和保護(hù)地球免受小行星、彗星和其他太空物體的防御攻擊。 (Image credit: SCIEPRO via Getty Images)
（神秘的保護(hù)廣州同城包夜外圍上門外圍女（微信181-8279-1445）提供頂級(jí)外圍女上門，可滿足你的一切要求地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（By Vicky Stein）：行星防御是努力監(jiān)測(cè)和保護(hù)地球免受小行星、彗星和其他太空物體的地球攻擊。
根據(jù)美國(guó)宇航局的免受說(shuō)法，地球引力每天從太空中吸引超過(guò)100噸(超過(guò)90公噸)的太空小物體和灰塵。大多數(shù)這種物質(zhì)在大氣中燃燒，威脅對(duì)地球沒(méi)有任何影響；較大的行星隕石塊可能會(huì)產(chǎn)生夜空中可見(jiàn)的明亮光線，或者是防御供巖石獵人尋找的小隕石。
與水星或月球更暴露的保護(hù)表面相比，地球的地球大氣層更厚，更具保護(hù)性，免受減輕了這些小碰撞的太空危險(xiǎn)。
但是威脅地球上的生命已經(jīng)被小行星撞擊徹底改變了。例如，行星希克蘇魯伯隕石坑就是導(dǎo)致非鳥(niǎo)類恐龍滅絕的震撼地球的撞擊的證據(jù)。行星防御系統(tǒng)致力于識(shí)別接近地球的潛在有害物體(PHOs，美國(guó)宇航局行星防御協(xié)調(diào)辦公室的術(shù)語(yǔ))。雖然這些系統(tǒng)尚未識(shí)別或處理任何重大威脅，但美國(guó)宇航局、廣州同城包夜外圍上門外圍女（微信181-8279-1445）提供頂級(jí)外圍女上門，可滿足你的一切要求歐洲航天局(ESA)和其他組織正在準(zhǔn)備有一天重定向或摧毀危險(xiǎn)物體。
今天，全球各地的望遠(yuǎn)鏡定期掃描天空，以定位任何有可能撞上我們星球的天體。美國(guó)宇航局近地天體研究中心(CNEOS)的這種目錄列出了這些物體的威脅等級(jí)和其他數(shù)據(jù)，以便在任何已知物體與地球相撞之前發(fā)出警告。
與此同時(shí)，研究人員正在開(kāi)發(fā)方法，以物理方式改變PHOs的過(guò)程，并保護(hù)地球免受災(zāi)難性的碰撞。
地球目前的行星防御系統(tǒng)是什么？
目前地球上大多數(shù)防御系統(tǒng)的重點(diǎn)不是積極防御，而是識(shí)別潛在的危險(xiǎn)。包括美國(guó)航天局及其法國(guó)國(guó)家空間研究委員會(huì)在內(nèi)的一些組織參與了近地天體的跟蹤和分類工作。2022年，美國(guó)宇航局的美國(guó)宇航局雙小行星重定向測(cè)試(DART)任務(wù)成為第一個(gè)測(cè)試近地天體偏轉(zhuǎn)實(shí)用方法的任務(wù)，展示了該機(jī)構(gòu)瞄準(zhǔn)并發(fā)送航天器與空間物體相撞的能力，從而改變其路線。
致力于行星防御的國(guó)際組織包括國(guó)際小行星預(yù)警網(wǎng)絡(luò)和聯(lián)合國(guó)外層空間事務(wù)辦公室。這兩個(gè)組織都參加全球規(guī)劃會(huì)議和行星防御演習(xí)。國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)的小行星中心維護(hù)著近地天體和“近距離接近”的列表。
2016年，美國(guó)宇航局建立了自己的行星防御協(xié)調(diào)辦公室，以管理美國(guó)境內(nèi)的合作伙伴和項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)。美國(guó)國(guó)家航空航天局與幾個(gè)基于陸地的天空調(diào)查合作，維護(hù)一份潛在危險(xiǎn)物體的清單。這些舉措包括卡特琳娜巡天(亞利桑那大學(xué))、Pan-STARRS(夏威夷大學(xué))、林肯近地小行星研究(麻省理工學(xué)院)和Spacewatch(亞利桑那大學(xué))。
一些望遠(yuǎn)鏡也從太空觀察小行星。一個(gè)經(jīng)常用于近地天體搜索的太空望遠(yuǎn)鏡是NEOWISE。該望遠(yuǎn)鏡最初被稱為寬視場(chǎng)紅外巡天探測(cè)器(WISE)，于2009年發(fā)射，并于2013年從休眠中復(fù)蘇，獲得了令人驚訝的持久成功。一段2022年的延時(shí)視頻記錄了12年的近地天體觀測(cè)，揭示了數(shù)億個(gè)天體。根據(jù)該任務(wù)網(wǎng)站，一個(gè)名為NEO Surveyor的新望遠(yuǎn)鏡將于2028年發(fā)射。

展示截至2018年1月發(fā)現(xiàn)的近地小行星位置的動(dòng)畫(huà)；地球的軌道由白線標(biāo)出。(圖片來(lái)源:美國(guó)宇航局/JPL加州理工學(xué)院)
根據(jù)美國(guó)宇航局2014年的一份聲明，美國(guó)宇航局自20世紀(jì)70年代以來(lái)一直在跟蹤近地天體。2010年，美國(guó)國(guó)家航空航天局向國(guó)會(huì)報(bào)告說(shuō)，它已經(jīng)定位了至少90%直徑大于0.62英里(1公里)的潛在危險(xiǎn)近地天體。但該機(jī)構(gòu)還負(fù)責(zé)尋找至少90%直徑為140米(460英尺)或更大的潛在危險(xiǎn)近地天體。根據(jù)亞利桑那大學(xué)的一份聲明，截至2021年，美國(guó)宇航局估計(jì)，這些物體中不到一半已經(jīng)被定位和分類，近地天體勘測(cè)者的開(kāi)發(fā)者希望該望遠(yuǎn)鏡能夠在發(fā)射后的十年內(nèi)填補(bǔ)空白。
地球需要防御什么？
根據(jù)美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的說(shuō)法，潛在危險(xiǎn)的近地物體是距離地球約3000萬(wàn)英里(4800萬(wàn)公里)的小行星和其他空間碎片，它們可能足夠大，足以對(duì)地球造成大規(guī)模傷亡和破壞——直徑約460英尺(在新標(biāo)簽中打開(kāi))。根據(jù)它們的大小、速度、角度和撞擊區(qū)域，這些物體可能會(huì)在撞擊以及隨后的海嘯、地震和火災(zāi)中威脅數(shù)十億人的生命。
但是較小的身體也可能構(gòu)成威脅。例如，2013年，一顆大約56英尺寬(17米)的小行星在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克上空解體，打碎了玻璃，造成數(shù)百人受傷。1908年，一個(gè)大約130英尺(40米)的物體在俄羅斯通古斯上空爆炸，夷平了825平方英里(2137平方公里)的樹(shù)木。大約5萬(wàn)年前，在人類文明開(kāi)始之前，一塊直徑約150英尺(46米)的巖石撞上了現(xiàn)在的亞利桑那州，留下了隕石坑，或巴林杰隕石坑，今天大約有0.7英里(1.2公里)寬。
然而，較大的天體仍然是最令人擔(dān)憂的。過(guò)去的撞擊導(dǎo)致全球毀滅的證據(jù)為行星防御提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。
大約6600萬(wàn)年前，當(dāng)一個(gè)大約6英里(10公里)寬的物體撞擊地球，在墨西哥留下110英里(180公里)寬的希克蘇魯伯隕石坑時(shí)，地球的生態(tài)系統(tǒng)和它的主要?jiǎng)游锶后w——即恐龍——永遠(yuǎn)改變了。

大約50，000年前，直徑約150英尺(46米)的巖石撞擊到現(xiàn)在的亞利桑那州，留下了大約570英尺(174米)深的流星隕石坑，或巴林杰隕石坑。(圖片來(lái)源:Chris Saulit via Getty Images)
一顆更大的小行星——可能是恐龍殺手的兩倍——在現(xiàn)在的南非留下了99英里寬(159公里)的Vredefort隕石坑。然而，因?yàn)樽矒粑镌?0億年前撞擊了地球，所以大部分隕石坑及其破壞力的證據(jù)都已經(jīng)被侵蝕了。盡管可能是地球歷史上最大的一次能量釋放事件，但小行星撞擊沒(méi)有留下伴隨恐龍滅絕的森林大火和大規(guī)模滅絕的跡象。那是因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，地球上所有的生命都是單細(xì)胞的。
行星防御系統(tǒng)如何保護(hù)地球免受碰撞？
目前地球行星防御系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是它提供預(yù)警的能力。人們希望，觀測(cè)和預(yù)測(cè)近地天體的努力將有助于對(duì)行星威脅進(jìn)行數(shù)月、數(shù)年甚至數(shù)十年的規(guī)劃和應(yīng)對(duì)。然而，就具體保護(hù)而言，這都是假設(shè)。
相關(guān):到底有多少威脅性的小行星？很復(fù)雜。
科學(xué)家和工程師小組已經(jīng)提出了各種可能的應(yīng)對(duì)措施，以防止與地球發(fā)生危險(xiǎn)的碰撞。這些反應(yīng)主要涉及三種類型的干預(yù)，所有這些干預(yù)都旨在使目標(biāo)偏離軌道:將航天器撞向目標(biāo)，利用重力牽引目標(biāo)，利用核爆炸蒸發(fā)部分(或全部)小行星。
在第一種類型的干預(yù)中，科學(xué)家和工程師可以發(fā)送航天器作為絆腳石，以延遲或偏轉(zhuǎn)潛在的危險(xiǎn)物體。因?yàn)榈厍蚝蚉HO都在太空中不斷運(yùn)動(dòng)，改變小行星或其他物體的運(yùn)動(dòng)速度可能會(huì)導(dǎo)致它錯(cuò)過(guò)預(yù)期的會(huì)合點(diǎn)。據(jù)Space.com先前報(bào)道，這也被稱為“動(dòng)能撞擊器”策略。
2022年，美國(guó)宇航局的DART任務(wù)通過(guò)將航天器撞向一顆小行星并監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)中的中斷，測(cè)試了一種動(dòng)能撞擊器。據(jù)SpaceNews.com報(bào)道，中國(guó)也宣布了一項(xiàng)動(dòng)能撞擊器任務(wù)，計(jì)劃于2026年發(fā)射。
另一種防止碰撞的假設(shè)方法是“重力牽引器”，這種航天器可以利用微弱的重力改變PHO的路線。美國(guó)宇航局打算測(cè)試一種重力牽引器，利用航天器的質(zhì)量吸引小行星，將其部分材料重新定位到繞月軌道上。根據(jù)美國(guó)宇航局的說(shuō)法，小行星重定向任務(wù)旨在測(cè)試重力拖拉機(jī)，提供小行星成分的樣本，并支持美國(guó)宇航局最終的載人火星任務(wù)(在新標(biāo)簽中打開(kāi))。但該任務(wù)在2017年被取消，美國(guó)宇航局在更新中寫道(在新標(biāo)簽中打開(kāi))，截至2023年，重力拖拉機(jī)仍未經(jīng)過(guò)測(cè)試。
PHO偏轉(zhuǎn)的最后一個(gè)主要建議是核選項(xiàng):發(fā)送一個(gè)核彈(或幾個(gè))在目標(biāo)表面上方引爆，蒸發(fā)一些物質(zhì)，并導(dǎo)致其余物質(zhì)反沖。然而，根據(jù)美國(guó)宇航局行星防御官員林德利·約翰遜(Lindley Johnson)的說(shuō)法，像“世界末日”(Armageddon)這樣的電影，即在小行星表面種植核裝置的電影，“完全是偽造的”，Space.com在2019年報(bào)道。
DART和行星防御有什么關(guān)系？
美國(guó)宇航局的DART任務(wù)是第一個(gè)展示小行星任何類型的物理重定向的航天器。這次任務(wù)的目的是讓一艘宇宙飛船撞上兩顆一起穿越太空的小行星中較小的一顆。對(duì)碰撞及其后果的觀察將允許科學(xué)家檢查他們關(guān)于小行星偏轉(zhuǎn)的預(yù)測(cè)和模型的準(zhǔn)確性。
較大的小行星Didymos的直徑約為2560英尺(780米)，而較小的小行星Dimorphos(以前的Didymoon)的直徑約為525英尺(160米)。隨著這對(duì)小行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，迪摩福斯也圍繞著迪摩斯運(yùn)行，每11小時(shí)55分鐘繞它一周。幾十年來(lái)，阿雷西博天文臺(tái)和洛厄爾發(fā)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡等地球望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)能夠“像鐘表一樣”跟蹤這一運(yùn)動(dòng)，約翰霍普金斯應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家南希·查博特在DART發(fā)射前舉行的新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)。
Dimorphos精確模擬的軌道使這顆小行星成為DART的完美目標(biāo)。研究人員不僅知道這對(duì)小行星對(duì)地球不構(gòu)成威脅(即使撞出了它們當(dāng)前的軌道)，而且科學(xué)家還能夠確定碰撞如何影響小行星的運(yùn)動(dòng)。任何偏離他們長(zhǎng)期預(yù)測(cè)路線的行為都是由DART的撞擊造成的。
Dimorphos軌道的確切變化量將取決于撞擊的位置、小行星的表面和內(nèi)部組成，以及撞擊后碎片的松動(dòng)和噴射。
DART mission的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這次撞擊比航天器向小行星簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)移動(dòng)量的效果高出三倍以上——可能是因?yàn)橹辽儆?20萬(wàn)磅(100萬(wàn)公斤)的碎片從Dimorphos飛出，形成了一條壯觀的尾巴，并永遠(yuǎn)改變了較小的小行星的路線。