避免小行星撞击地球 科学家提出中国方案
?以小行星威胁地球为题材的美国影片《天地大冲撞》（海报左）与《绝世天劫》
?科学家普遍认为，6500万年前一颗小行星撞击地球是导致?恐龙灭绝的主要原因 （电脑模拟图）
庞大的陨石即将撞上地球，人类生命危在旦夕。两位石油钻井工人登陆陨石表面，钻洞贯穿至陨石的地心，放入核弹将其引爆，由此拯救了地球和全人类——1998年的好莱坞电影《绝世天劫》讲述了两颗庞大的陨石即将撞上地球，人类必须将太空人和顶尖油矿钻油工人用航天飞机迫降于另一颗陨石上，再钻到陨石中心埋下核子武器爆破的故事。
2021年了，如果人类真的遭到有“毁天灭地”能力的陨石威胁，石油工人是否还需要“卷上天”、唱响《我为世界破陨石》呢？近日，中国在广西桂林举办“第一届全国行星防御大会”探索了这个问题。
“望、闻、问、切”是中国传统医学诊断疾病的四种基本方法。小行星科普专家李明涛表示，“望闻问切”诊断过程与行星防御过程具有一定相通之处。
望：利用可见光/红外望远镜从较远的距离发现小行星，观测小行星的亮度及变化，粗略估算小行星的大小、形状、自转等信息。
闻：对于近距离飞掠地球的小行星，利用雷达望远镜，发射电磁波到小行星表面，接收小行星反射的电磁波，感受小行星的“脉动”，较精确估算小行星的大小、形状、结构、孔隙率，测量小行星的精确轨道，精确估计小行星撞击地球的概率。
问：如果小行星撞击概率超过某阈值，需要发射航天器访问小行星，对其实施飞掠/绕飞探测，精确获取小行星表面高清图像以及物质成分、形状、结构、质量等特性信息，测量其精密轨道，为实施在轨处置提供输入。
切：对小行星实施在轨处置，利用人类能够掌握的科技手段，通过太空技术瞬时作用和持续作用在轨处置手段偏转小行星的轨道，或者摧毁小行星的结构。
1 “对地球生物最大的威胁”
2013年2月15日，一颗直径约20米的小行星神不知鬼不觉突破了地球大气层，化身成一颗闪耀的火球在俄罗斯车里雅宾斯克州上空30公里发生了爆炸。而“非常巧合”的是，就在车里雅宾斯克事件发生的同一天，科学家预测有一颗小行星（Duende）与地球擦肩而过。预测并没有错，车里雅宾斯克事件发生过后16小时，一颗小行星从距地球27000公里的轨道上飞速掠过，但是，尽管科学家准确预测了这颗小行星会近距离飞过地球，却完全没有预先发现在车里雅宾斯克上空爆炸的小行星。
实际情况就是如此，目前人类很难在小行星撞击地球之前发现它们。自1988年以来，大约有1200颗大小为1米左右的小行星与地球相撞，其中只有五个被检测到，并且都是在撞击当天。因此已故科学家史蒂芬·霍金也在他最后一部书中写道：“小行星撞击将是对地球生物最大的威胁。”
环顾我们地球周围，90%的“邻居”都是那些杂乱无章的小行星，而它们大多属于早期太阳系形成留下的弃儿。大约45亿年前，太阳系中的岩石和尘土聚集在一起形成了熔融态的原行星，其中一些幸运的原行星演化成了我们现在所熟知的行星（地球、火星、金星）。而更多的原行星互相撞击，变成了无序的碎片，这些碎片无法挣脱太阳的引力控制，只能围绕着太阳进行公转，彼此之间再次撞击、分解，粉碎成更小的碎片，最终成为了小行星。随着太阳系逐渐趋于稳定，大多数小行星也在火星和木星轨道之间安了家，有了自个儿固定的轨道，但是，仍有少数小行星禁不住“勾引”（受其他行星引力作用），改变了原来的轨道，来到了地球附近，也就是“近地物体”。
2 行星防御并非“屠龙术”
在过去很长一段时间，小行星防御问题一度被认为是不接地气的“屠龙之术”，受到的重视并不多。
事实上，虽然小行星撞击地球的概率极低，可危害却极大。一般而言，如果小行星轨道与地球轨道的最小距离小于0.05个天文单位（地球与太阳的平均距离），就被认为是有潜在碰撞风险的小行星。目前已被确认的超过1.6万颗近地天体中1838颗被认为具有“潜在危险性”。
小行星的碰撞可能带来十分严重的后果。据估计，直径为10至50米的小行星撞击地球，即可产生像广岛核弹爆炸一样的威力；直径在100米以上的小行星，就能产生几百万吨级核弹的破坏能量；直径大于10千米的小行星，能释放10亿吨级甚至千亿吨级的能量，这样的能量可导致灾难性的地球环境，使全世界陷入核冬。
距今6500万年的白垩纪，一颗直径10千米的小行星撞击地球，造成地球上许多生物灭绝，统治陆地1亿多年的恐龙也未能幸免。学术界也大多认可这次小行星撞击事件，这也被认为是历次地球生物大灭绝事件中，原因相对明确的一次。
小行星碰撞也并非个案。
2014年11月5日，内蒙古锡林郭勒盟也发生了小规模的小行星撞击地球事件。而在2017年、2018年、2019年连续3颗小行星分别袭击了云南省香格里拉、西双版纳和吉林省松原地区。以上种种都说明小行星防御是一个应该被认真对待的问题。
3 对付小行星应该选哪招？
小行星撞击是地球生命面临的重大潜在灾难性威胁，发生概率极低，但危害极大。为了共同应对小天体撞击的全球性威胁，2013年第68届联合国大会批准成立了国际小行星监测预警网络（IAWN）和空间任务规划咨询组织（SMPAG），旨在协调全球资源，加强对危险小天体的监测预警，寻找对付小行星的“招式”。其中核爆和动能撞击是最主要的两种武器。
在小行星附近引爆核弹，利用核爆产生的剧烈辐射作用于小行星表面，汽化部分物质并喷射出去，从而显著偏转小行星的轨道。如果在小行星表面或者内部引爆核弹，将彻底破坏小行星的结构。核爆可以快速见效，但产生的碎块可能仍然会撞击地球。此外，在外太空使用核武器是国际法明确禁止的。
利用人造飞行器高速撞击小行星，瞬间改变小行星的运行速度，使得小行星偏离撞击地球的轨道。动能撞击防御方法原理简单、技术可行，是目前最成熟的非核小行星防御方法。
由于发射运载能力和包络的限制，人造撞击体的质量一般为数吨级，尽管撞击速度可达数公里每秒，但对质量为千万吨级以上的小行星的动量改变量十分微弱，经典动能撞击方法偏转小行星的轨道犹如“以卵击石”。比如，美国2005年发射的“深度撞击”任务对坦普尔彗星的速度增量改变量仅0.1微米每秒，11月将发射的“双小行星重定向测试”任务，对目标小行星的速度增量改变量不超过2毫米每秒。
4 行星防撞的“中国方案”
近日，我国科学家提出了一种防御大型小行星的方案——使用长征五号火箭承载动能弹头撞击小行星，迫使其改变飞行轨道，避免它与地球撞击。
据报道，方案由中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室和中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所的多位科学家共同论证，他们设计了航天器火箭末级组合动能撞击方案（简称“末级击石”）：即航天器进入地球转移轨道后，火箭末级与航天器不进行星箭分离，而是由其末级组合体撞向小行星，这样能充分利用火箭末级的剩余重量，加强撞击小行星的动量，力求更有效地迫使小行星的运行轨道发生偏转，远离与地球轨道重合点。
我国科学家提出的“末级击石”方案是针对大体量的小行星设计的，因为其撞击地球的能量相当大，覆盖的范围也广，破坏力很惊人，所以要重点防御。由于在短期预警时间条件下无法有效防御这类小行星的撞击，因此设置了提前发射火箭在恰当的位置上撞击小行星，使其轨道发生大的改变，起到四两拨千斤的效果。
研究者们还假设了利用长征五号运载火箭改变“贝努小行星”的模拟情况，“贝努”是一颗直径约500米的近地小行星，科学家根据它的轨道数据预测其将在22世纪末最接近地球，碰撞地球的概率为2500分之一，这是一个相当高的碰撞概率，而贝努的体积又十分巨大，所以它也被认为是最危险的小行星之一，人类也真的需要对它未雨绸缪，根据媒体报道，仿真测算显示可以接连发射23枚长征五号运载火箭，对“贝努”小行星进行连续撞击，就可以达到大幅度改变其轨道，避免其撞击地球的目的。
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小行星撞击地球究竟发生了什么？
6600万年前，一颗小行星撞向地球，在墨西哥尤卡坦半岛留下了地球表面最大的撞击地形。据估计，这场灾难性事件在全世界所有已知的爆炸事件中规模排名第一。
该事件造成的最严重结果，便是地球生命的第五次大灭绝：大约80%的动物物种灭绝，哺乳动物与恐龙的直系后代鸟类则存活下来。那么，当这颗小行星与地球相撞时，到底发生了什么？通过研究，科学家将各种线索串联了起来，向我们展示了那可怕的一天及后来岁月里所发生的事情。
毁天灭地
研究人员指出，这颗小行星在撞击地球之前就摆好了要毁灭地球的架势，最终以最具破坏性的角度撞向地球，这颗小行星的直径约为12公里，以每小时4.3万公里的速度撞向地球表面，留下了一道200公里宽的“伤疤”。更重要的是，这颗小行星在撞击时与地平线呈60度的夹角，这个角度的破坏性特别大，会使小行星向大气中喷射出大量的尘埃和气溶胶。
这场剧烈的撞击使该区域的岩石在高温下蒸发，将3250亿吨硫以硫气溶胶的形式释放到大气中，同时向大气释放了435亿吨二氧化碳。
被抛入大气层的物质主要由碎石和硫酸液滴组成；硫酸主要来自于富含硫酸盐的石膏。在小行星撞击后的几天内，空气中的硫酸导致了致命的酸雨，杀死了生活在海洋、湖泊和河流上层的无数动物。含有大量微小物质的云在地球周围形成了一个覆盖层，阻挡了来自太阳的热量和光线。由此导致的长期降温极大地改变了地球的气候。当时热带地区的平均温度27摄氏度下降到5摄氏度。随着阳光变得黯淡，植物的光合作用减弱，陆地和海洋食物链的基础都不可避免的崩溃，最终导致恐龙和许多其他动物的灭绝。
水深火热
小行星撞击还引发了巨大的海啸，浅水波在全球海洋中传播。根据模拟研究，这些波浪最初达到近1.5公里高，以每小时143公里的速度移动；其他区域的波浪也达到了巨大的高度，比如大西洋的波浪高达15米，北太平洋高达4米。
撞击发生后，岩石碎屑和火山灰倾泻回到地面，引发了一系列野火。由此产生的烟雾和火山灰可能进一步减少了阳光照射。
地质学家在研究岩层时很容易就能估计出小行星撞击的时间，在世界各地的白垩纪末期（6600万年前）岩层中，都有一层富含铱元素的薄黏土。铱在地球上十分罕见，但在太空岩石中却很常见。尽管野火、海啸和其他壮观的事件更能引起人们的想象，但最重要的是地球大气的变化，可怕的大气覆盖层导致了持续了十多年的寒冷岁月。
白垩纪-古近纪灭绝事件又称白垩纪末灭绝事件，是地球历史上第五次，也是最近一次大规模灭绝事件。在五次大灭绝中，这次事件的灭绝程度只能排到第四，但由于非鸟恐龙的集体灭绝，使其成为大多数人认知中最著名的一次灭绝事件。除了恐龙，地球上大部分的动物和植物，包括蛇颈龙目、翼龙目、菊石亚纲和多种植物都遭遇了灭绝，哺乳动物和恐龙的直系后代鸟类则存活下来，最终成为新生代的优势动物。
本版文字综合新华社、中新、中广报道
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