科學家研究地球神盾 防天體撞擊(圖)

電影《地球浩劫》:一顆小行星和彗星發生了碰撞，令一個長達8公里的碎片直衝地球。美國和蘇聯聯手，向太空碎片發射核武器，使其炸毀。(網路圖片)

電影《彗星撞地球》:人類突然發現一顆彗星直衝地球而來，一群宇航員乘坐太空飛船登上彗星，往其核心設置核彈，成功炸毀了彗星大塊。(網路圖片)

電影《世界末日》:當一顆面積有得克薩斯州那麼大的小行星快速衝向地球，布魯斯·威利斯扮演的英雄及其團隊登上其表面，用石油鑽井的方法將其炸毀。(網路圖片)

剛剛進入2012年，就有兩顆小行星和地球擦肩而過。這些小行星悄悄「造訪」，如同每次天外行星和地球親密接觸的故事一樣，總是有驚無險。很快，人們便把這些危險忘了。但科學家們並沒有閑下來，美國航空航天局和歐洲宇航局的科學家們很清楚，接近地球並真的掉下來的天體，此前有，現在有，將來還會有。人類只有未雨綢繆做好防禦準備，才不會招來噩運。

現在，在投資到位的情況下，科學家開始著手行動了。歐盟政府近期投入400萬美元，資助「近地天體防護盾」，考慮各種防禦天體撞地球的方法，其將經過理論、實驗、模型等各階段，最終選擇一種方案，比如導彈炸毀、引力轉移、爆破排斥等，令地球重獲安全。到2020年，在經過大量科學論證後，這些原本科幻電影中才有的舉措極有可能變成現實。

天外飛星頻繁接近地球

從統計學上講，一顆較大的小行星撞擊地球的概率很低。不過，概率再低並不代表就不會發生，科學家知道，行星或彗星撞地球的故事，以前發生過，以後還會發生。

1月27日，太空岩石「2012 BX34」悄悄路過地球，其僅一輛公共汽車大，與地球距離約為月球至地球距離的五分之一。科學家說，這顆太空岩石只有11米寬，即使撞上地球，也不會造成任何影響，因為這麼小的太空岩石，根本沒法穿過大氣層。

美國宇航局加州理工大學「蒸汽動力實驗室」的官方微博稱，藉助先進雷達網路，的確探測到了這顆太空岩石的造訪軌跡，「這些小傢伙總是在最後一刻才現身，但它們沒有危險因為很快就燃燒了。我們尋找的是大傢伙。」

科學家認為，遠道而來的「大傢伙」才會對地球造成危險。這幾天，就會有一個「大傢伙」往地球方向衝來。1月31日，小行星「433艾若思」（愛神星）將從地球上空劃過。「433艾若思」形狀如花生，寬約32公里。科學家早在1898年就發現了它，它的軌道呈橢圓型，每1.76年就會出現在距地球 320萬公里範圍內。這次「433艾若思」離地球的位置是1975年以來最近的一次兩者相距約267萬公里。在天文學上，這已是很近的距離了。

「2012 BX34」和「433艾若思」（愛神星）的來訪，並未實際威脅人類。於是，人類聽著各種小行星鄰居們的旅行蹤跡，但聽完了，該正常上班的還會正常上班，生活沒有絲毫變化。普通人很快便忘了「433艾若思」這樣的術詞，因為人們知道，從統計學上講，一顆較大的小行星撞擊地球的概率很低。不過，概率再低並不代表就不會發生，科學家知道，行星或彗星撞地球的故事，以前發生過，以後還會發生。往遠的歷史看，有恐龍那悲慘的結局，往近的歷史看，在美國亞利桑那州、德國南部和加拿大魁北克省等地方，都有被巨大太空岩石撞擊後傷痕纍纍的記錄。

事實上，平均下來，每年都會有一顆汽車大小的天體物質從天而降，穿越地球大氣層，製造出蔚為壯觀的火球。根據統計，每2000年左右，都會有一顆足球場大小的天體撞到地球，造成一定區域的明顯損害。

每幾百萬年，一顆直徑用公里計算的小天體會撞擊地球，造成全球性傷害。而這些計算，只是基於人類目前所掌握的小行星信息。

如果站在遠一點的位置看地球，會發現我們的星球被無數運動著的小行星包圍著。根據美國宇航局用紅外望遠鏡拍攝的照片統計，地球周圍有980多顆長度在1公里以上的小行星，還有1.95萬顆在100米以上。這些看似不起眼的小行星，大部分都還沒有被人們發現。而這些，還不包括地球外圍無數的小岩石。

觀察不到不代表這些危險就不存在。一些專家稱，隨著觀測技術的進步，未來幾年，會湧現出更多新的小行星數據。科學家警告，其中的一些太空岩石，可能某天就會對我們造成危險。

三招打造「地球神盾」

「近地小天體防護盾」項目雖然是歐盟出資，但這個項目將是全球合作的結果，歐洲、美國和俄羅斯的13個研究機構、大學和產業公司參與。動力衝擊、引力拖引和引爆排危法，將是主要突破方向。

在國際天文學界，對近地小天體的研究長期以來都是重要領域，但是，這些研究更多集中在探測方法的改進、對小行星成分研究等方面。當然，人們很早就開始考慮如何防禦這些潛在的小行星撞擊，但始終都還處於理論或想像階段，而其中很多想法，因過於龐大，或距離太遠，只能在科幻小說或電影中才能出現。

而現在，歐洲宇航局的實際行動，讓這些看似瘋狂的想法開始「觸地」，往現實的方向發展。得到資助的，是德國太空中心「近地小天體防護盾」項目。「近地天體」指的是靠近地球的太陽系天體，其中包括幾千個近地小行星、近地彗星、圍繞太陽轉的太空器，以及一些較大的流星。

歐盟向「近地小天體防護盾」項目撥出400萬歐元，此外，其還將得到科學機構和產業方面180萬歐元的額外資助。這些錢，並非讓該機構立馬打造出一個「神盾」來，而是讓其在3年時間中，得出一個可以試行的方案藍圖。如果一切順利，到2020年，「地球神盾」可能會開始真正運行。

從目前來看，怎麼打退有潛在威脅的小行星，以下三種方法最廣為人知。第一種方法是動力法。科學家想像，如果能建造起一個巨大的軌道對撞器，對準直衝地球而來的小行星輕輕一打，將其打歪出軌道外；第二種方法是引力法。人類可以建起一個小型探測器，徘徊在敵方天體旁邊，不用直接接觸到天體，而憑藉離子推進和天體保持一定距離，然後利用其自身引力，把天體牽引著拉出危險的軌道；最後一種方法是核爆法，用核導彈對入襲天體發動全面「攻擊」，令其在未到達地球時爆炸瓦解或脫離軌道。

「當然，科學家已經提出很多建議，」「近地小天體防護盾」項目首席科學家哈里斯說，「但到目前為止，他們大多僅來自一家機構，甚至可能只來自一個人。所以還很難去實施它們。」

參與「近地小天體防護盾」項目的歐洲宇航防務集團阿斯特里姆公司負責人沃爾夫蘭姆·洛克表示，他們將有系統地對所有的防禦方法進行考察。根據 「近地小天體防護盾」項目新近發表的論文，雖然是歐盟出資，但這個項目將是全球合作的結果，歐洲、美國和俄羅斯的13個研究機構、大學和產業公司參與。動力衝擊、引力牽引和引爆排危法，將是主要突破方向。科學家看來，這三種方法最有可行性，也最成熟。

核爆法是最無奈替代法　

歐洲宇航防務集團的專家此前已經在構建動力衝擊方案，甚至已經將這項計畫命名為「堂吉訶德項目」，但因為沒有資助，其還處於紙上談兵階段。哈里斯指出，「堂吉訶德」項目提出的動力衝擊方案還有很多問題需要解決。這個對撞器產生的動力，必須根據來襲天體的物理性質來設計，而且對撞必須十分精確。目前，關鍵的對撞參數完全未知，對撞期如何依據對撞速度、對象大小、位置等信息自動反應？如何避開不利的太陽光影響？對撞時刻如何保障對撞準確性？這些都還沒有答案。

歐洲科學家在想著動力的問題，而美國科學家地外文明搜索研究所的卡爾薩根中心的科學家們，則在考慮引力牽引法，但這種方法還處於理論層面。哈里斯說，即使上升到設計層面，引力牽引法還有很多技術挑戰等待解決：如何最小化燃料消耗，最大化排斥力？探測器和天體之間的距離該是多少？用引力排斥產生效果，可能需要多年時間，如何保證儀器長期保持可靠性？

最迅速的方法可能是核引爆法了，即用一個爆破性的武器把天體打掉。哈里斯說，這是「最後，最無奈的替代法」了。提出這個方法的是俄羅斯人，俄羅斯聯邦太空署的工程師正在考慮如何通過彈道導彈和空中防禦導彈來避免天外來客親吻地球，而目前人類所掌握的最具爆破性的技術便是核爆。

即使是看似最直接的方法，也還有很多問題沒有解決。比如，是直接對炸，對天體表面爆炸，還是埋入天體核心內部爆炸更有效？如果需要將爆炸物深入天體內部，目前的鑽探技術是否足夠？如果天體表面爆炸就可以把小行星炸出軌道，到底需要進行多大程度的引爆？如果整個天體都被摧毀，其瓦解後的結構及成分是否還會產生危險？

「我們想展示最可行、最經濟的應對方案。我們想告訴人們，這是可以做到的。」哈里斯說，現在還沒法決定最終的方案到底是引力牽引還是動力衝擊，也有可能會是兩者的結合。哈里斯認為，可能需要根據小天體的具體威脅來決定到底哪種方法更合適。比如說，直徑在100到500米的小行星，撞擊地球的可能性更大，因此從邏輯上說，應該重點關照這些小天體。目前的近地小天體監測技術，可以提前10年或20年就發出預警，因此，對付這些小天體採用動力對撞法更為合適。如果人類可以提前20年以上發出預警，或者當動力衝擊法實施效果有差距，可以計算出小天體的軌道在受衝擊後到底發生了多大變化，然後再用引力牽引法作為補充，慢慢地讓小天體改變軌道。不過，真是這樣的話，經濟代價就可能非常高。

哈里斯強調，鑒於政治和倫理因素，核彈爆破法只能在最極端的情況下才能使用。比如，當小行星很快就要衝擊地球，預警期低於5年，或其直徑大於1 公里，而別的方法都失效時。有一點可以確定的是，不會對核爆法進行測試。如果真的需要用核彈來阻擋衝向地球的小行星，需要一系列的國際組織介入。「這不是歐洲能自己說了算的，真要碰到這種情況，全球都需要坐在一起討論。」

出招前先摸清小行星面目

近地小天體防護盾」項目結束時，人類可以清楚地掌握1萬顆近地小天體的信息。到底哪一顆會對地球產生威脅？在決定最終防禦手段之前，這才是最重要的工作

除了探索應對方法外，科學家還在努力進行著探測，以更多瞭解我們的太空鄰居們。知己知彼，才是任何防禦措施的關鍵前提。

美國航空航天局準備在2016年發射一顆探測器，拜訪小行星「1999 RQ36」，如果計畫順利完成，其將在7年後回到地球，帶來這顆小行星的樣本。德國太空中心的科學家們，也正在考慮發射探測器，到太空中尋找各類小行星。

目前，地球周邊已知的近地小天體大約有8000顆，而它們被人所發現的速度驚人，每個月都有70顆近地小天體被發現。哈里斯指出，「近地小天體防護盾」項目結束時，人類可以清楚地掌握1萬顆近地小天體的信息。在這海量的小天體中，到底哪一顆會對地球產生威脅？在決定最終防禦手段之前，這才是最重要的工作，因此，「近地小天體防護盾」的主要工作之一，就是給這數量迅速擴大的近地小天體分類，分析、判斷每一顆小天體的動力和物理成分，最終在大量小天體中找出潛在的「有害分子」，然後，再決定所採用的防禦方法，併進行實驗，最終測試實施。

「近地小天體防護盾」項目成立後，前宇航員羅斯蒂·施威卡特表示，這個舉措是人類歷史上第一次消除近地小天體威脅的嚴肅、綜合且專業的分析。 「有一群國際組織參與到這個項目中來，這很關鍵，可以保證最終的結果得到更大程度地認可。」施威卡特說，在處理近地小天體的威脅這件事上，必須趕在撞擊概率提高之前就做出行動，「在很多時候，人們慢慢等待一個好的決定，卻最終為時已晚。」

地球神盾構想圖

1 核爆法

即用核導彈對入襲天體發動全面「攻擊」，令其在未到達地球時爆炸瓦解或脫離軌道。

2 引力法

人類可以建起一個小型探測器，徘徊在敵方天體旁邊，不用直接接觸到天體，而憑藉離子推進和天體保持一定距離，然後利用其自身引力，把天體牽引著拉出危險的軌道。

3 動力法

科學家想像，如果能建造起一個巨大的軌道對撞器，對準直衝地球而來的小行星輕輕一打，將其打歪出軌道外。