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30/06/2019
陈日佳.国际小行星日
作者: 陈日佳

1908年的今天,一枚不明物体在前苏联西伯利亚通古斯河上空爆炸。根据维基百科,它所生产的冲击波将附近650公里内的窗户玻璃全部震碎。横跨欧亚的地震监测点都记录到这一次的大爆炸。天体学家预计当时爆炸所释放的能量等于2000万吨TNT炸药的威力。

直到1950年多次的实地探测和考察后,科学家在1980年代才开始接受,这枚“不明物体”其实就是来自地球以外的小行星。

2014年,联合国正式把每年的6月30日列为国际小行星日。

自1998年好莱坞电影《绝世天劫》(Armageddon)上映后,科学界开始研究小行星撞击和毁灭地球的可能性。2012年,英国莱切斯特大学太空物理系学生发表了一篇学术文章“布鲁斯威利可以拯救地球吗?”(Could Bruce Willis Save the world),以简单的假设和物理原则计算出该部电影如果是事实的话,地球早已经毁灭!

该部电影最成功之处并不在于票房,而是让科学和学术界看到小行星撞击的地球的灾难性后果。过后,世界各地的宇航署开始注重小行星研究。

小行星是漂浮在太空中的石头,没有固定形状大小,而且绝大多数相信是在太阳系形成初期就已经存在。有些陨石有固定的轨道,也有些小行星漂浮在太空或是因为行星引力的关系而漂浮在某个位置,其中火星与木星之间的小行星带就有超过100万枚直径超过1公里的陨石。

美国宇航署和欧洲宇航署每年都有固定拨款进行小行星研究,除了观察和记录这些小行星的特性,包括从阳光反照率计算出其成分。目前所发现到的陨石可分类为含碳陨石(C-小行星)、硅酸盐陨石(S-小行星)和金属陨石(M-小行星)。另外,这些研究团队的任务还包括记录和预测这些小行星的飞行轨道。根据美国宇航署的资料,目前已经鉴定5000枚左右可能会撞击或威胁到地球的太阳系内小行星。

以目前的科技,绝大多数的小行星研究都是以地球上的观测为主。但是由于光受大气层影响和光度,很多直径小于1公里的小行星并不会轻易被发现。这些小行星如果真的撞击地球,或许会在大气层中燃烧,并不会造成地面上人命伤亡;但是却威胁地球大气层上的人造卫星和国际太空站。

近年来,人们对于小行星已有进一步的认知和规划任务。例如某些小行星有地球上的稀有金属如镍、铂或钴等,有外国企业投资小行星采矿计划。但是除非火箭或是太空运输成本能更大幅度下调,否则根本没有经济效益。 而另一个问题则是没有任何国家可以对太空物体索取主权,因此国际社会仍然没有任何可以规范小行星采矿的法律条规。

这几年来,人们在小行星探测任务也有所斩获。例如2010年日本宇宙航空研究开发机构的“隼鸟号”太空船成功从25143系川小行星采集样本送回地球。2014年,欧洲宇航署“罗塞塔号”太空船所携带的“菲莱”登陆器虽然成功登上67/P楚留莫夫彗星,但是最后却因为翻覆无法获得足够的阳光而最终“死亡”。今年4月, 日本“隼鸟2号”太空船成功登陆“龙宫”小行星,并在其表面发射金属制造陨石坑来采集地底样本,预定2020年12月返回地球。

为了研究如何保护地球免受小行星撞击,欧洲宇航署和美国宇航署将会合作进行“小行星撞击和偏转任务”(AIDA)与“双重小行星重定向测试”(DART)。如果一切成功,DART太空船将会在2022年以高速撞击“迪迪莫斯”小行星并观察其偏转的飞行轨迹,而AIDA任务的“赫拉”太空船将会在2023年飞往该小行星观测新陨石坑及近距离收集轨道偏离资料。

最近,我向英国星际学会呈交了一份学术报告,对于在小行星上设立望远镜进行可行性研究。这个望远镜能够随着小行星的运行去到更远的地方探测深宇宙,或许能让人们看到宇宙的边缘。小行星没有大气层,所以拍摄素质不会受大气影响,但是也因为如此会暴露在宇宙的辐射线和温差风险。此外,除非是能让望远镜的安装更高度的自动化,否则需要太空人登陆该小行星执行这趟任务,大大提高任务风险。

小行星研究因为无法带来经济效益和利民,因此并未获得政府的科研政策支持,但是这些研究却能提高人们对天文学的认知,希望政府能再三考虑支持这些研究的必要性。

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