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NASA是如何探测撞击地球的小行星并且使其偏向的?

近地天体(NEO)是指绕太阳运动,并且周期性地向地球靠拢的小行星和彗星。美国国家航空航天局(NASA)称,每一万年就会有直径超过100米的小行星撞击地球,带来巨大灾难。而每几万年就会有直径超过一千米(0.62英里)的小行星撞击地球,引发全球性灾难。

当然,就目前所知,至少就有一次小行星撞地球事件——白垩纪﹣古近纪灭绝事件(旧称为白垩纪﹣第三纪灭绝事件)使得地球上的物种几近灭绝。出于对世界末日的恐惧,美国国家航空航天局推出了近地天体项目,以寻找、研究这些小行星。更重要的是要准确地预测出这些小行星的运动轨迹。

探测与追踪对地球有威胁的小行星

尽管小行星撞上地球的概率只有二十五万分之一,但是美国国家航空航天局近地天体项目的科学家们也不想放过任何目前已经探测到的潜在威胁小行星(PHA)。

近地天体的观测者使用美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)研发的(地球影响)监测系统持续扫描最新小行星目录中的行星,从而识别出有较大可能在未来100年内撞击地球的小行星。其中威胁最大的小行星会被录入当前影响风险数据库。

都灵危险指数(Torino scale)是用于评估近地天体撞击地球的严重性的指标,这一指标使用0至10表示不同近地天体撞击地球的严重性。“0”代表撞击地球的机会微乎其微(或是在撞击地球前会给其大气层摩擦燃烧殆尽);“1”表示该行星需要持续监测;而数值越高则越需要警惕。

为了进一步了解近地天体、它们潜在的威胁以及如何预防它们撞击地球,美国国家航空航天局目前正在执行一项小行星探测任务。

喷气推进实验室的太阳能动力组不仅能为小行星追踪专家,也能为业余爱好者提供这一便捷的监测系统。

如何保护地球免于小行星撞击

美国国家航空航天局称,小行星撞击地球是唯一可以通过人为干预避免的主要自然威胁。并提出了两种可能保护地球免受小行星或彗星撞击的方法。一是在撞击地球前将其摧毁;二是在撞击地球前使其偏离轨道。

第一种方法需要宇航员将航天器着陆在该天体的表面,使用钻头将核弹深埋在地下。待宇航员退回到安全距离,将核弹引爆,把该天体炸成碎片。然而这一做法也有缺点,比如这一任务本身危险性和难度较高。况且即使任务顺利完成,天体碎片仍有可能撞击地球,导致灾难性后果。

而另一种方法是在距离目标天体大约半英里处引爆核弹。爆炸产生的辐射会导致该天体距离爆炸源最近的薄层蒸发,并向太空扩散。爆炸产生的冲击波会推动或反推天体至相反的方向,从而改变其轨道,使其轨道偏离地球。这一方法中,核武器要提前放置于爆炸冲击波远离地球的位置。

图解:使用核武器摧毁近地小行星的示意图。图源:wjbaike

当然,除了上述两种方法,还有其他使地球免受小行星或彗星撞击的方法,但是都没有发展成熟。美国国家航空航天局艾姆斯航空实验室(Ames Research Center)研究小行星和彗星撞击的科学家们警告,至少十年后才能向太空发射可以拦截近地天体,或使其偏向,或者摧毁的航天器。最后,他们强调这一探测对地威胁天体的任务对于人类存亡至关重要。

图解:截至2020年1月6日近地天体数量表格。图源:wjbaike

美国国家航空航天局称,由于缺乏有效的防卫机制,预警小行星或彗星何时何地撞击,至少会给人们留下储存食物、补给和撤离归零地(受撞击影响最大地区)及附近地区的时间。

政府该做什么?

美国国会分别于1993年和1998年举行关于小行星或彗星撞击地球影响研究的听证会。此后,美国国家航空航天局和美国空军都开展了对地威胁天体的探测项目。目前国会每年仅为近地天体相关项目拨款300万美元。其他国家政府也对天体撞击威胁表示担忧,但是目前还没有为大规模研究和防御机制研究提供财政支持。

好险!

美国国家航空航天局的研究显示,在2002年的6月,一颗足球场大小的小行星与地球擦肩而过,距地球仅仅75000英里。这一距离比地月距离少大约三分之一。这也是有记录以来,这种大小的小行星距离地球最近的一次。

图解:世界上第一张在小行星上拍摄的照片。图源:wjbaike

现在到底有多少近地天体?

截至2020年1月3日,美国国家航空航天局共发现21725颗近地小行星。其中有8936颗直径超过140米的小行星,902颗直径超过一千米(0.62英里)、能产生大规模破坏、威胁人类生命安全的小行星。平均每周会新发现至少30颗近地小行星。

作者: Robert Longley

FY: 迷糊的小土豆

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