[科普中国]-破坏力直逼通古斯爆炸的小行星擦肩而过，下个十年地球安全靠运气

7月底，天文学家对突然出现2019 OK小行星深感不安，该小行星直径介于57米至130米之间，近地点距离地球仅为7.3万公里，属于危险级近地天体。最早发现2019 OK小行星的科学家来自巴西和美国，时间为7月24日，此时它距离地球只有0.01个天文单位（1天文单位=地球到太阳的平均距离，约等于1.5亿千米），视星等（观测者用肉眼所看到的星体亮度）为14.7。很快，2019 OK 小行星就抵达近地点，确切地说从发现到抵达近地点只有3个小时左右的时间。如果这是一颗撞击概率为100%的小行星，那么8月份的地球某些地区已经陷入灾难，直径百米的小行星撞击地球虽然不会造成文明灭绝，但其能量足以摧毁一座大型城市。2019 OK 事件让我们联想到2013年的车里雅宾斯克州被陨石袭击一幕，这颗陨石进入大气层前直径大约有18米，质量在1万吨以上，空爆高度为23公里。2019 OK 小行星直径达到百米级，其破坏力可参考通古斯爆炸，大约2000平方公里面积的森林被摧毁，这个面积相当于两个纽约市。南半球存在观测漏洞至于2019 OK 小行星为何被遗漏，除了与这颗小行星体积小、表面物质反照率有关之外，我们现有的观测机制存在较大的问题。目前搜索小行星的主力为NASA资助的Pan-STARRS望远镜，位于夏威夷，可覆盖北半球的天空，但对于南半球的监控却有漏洞。2019 OK 小行星从南天摩羯座方向飞来，位于北半球的观测站无法对其进行有效监控。事后调查表明，2019 OK 小行星已经在数周前就被Pan-STARRS望远镜拍摄记录到，但（目标点）移动速度太慢，自动识别仪器没有分析出。这就相当于2019 OK 小行星几乎是迎面朝地球飞来，每天变化的位移连仪器都无法察觉。这个漏洞也提醒科学家，我们更加需要天基观测站，将小行星跟踪预警平台转移到轨道上，从不同角度扫描地球周围的空间，这样才能发现2019 OK 小行星这样的漏网之鱼。为了堵上南半球观测漏洞，NASA开始实施ATLAS拓展计划，增加南半球的观测站点。目前ATLAS观测系统已经在夏威夷两个相距160公里的岛屿上完成部署，南非观测站预计在2020年建成。全状态的ATLAS观测系统侧重对靠近地球的小行星进行早期观测和预警，每晚可以扫描全天一次，比Pan-STARRS望远镜扫描速度更快。而建造在智利北部的LSST大型综合巡天望远镜预计在2022年才能开始全面运行，这是南半球专门搜索近地天体的利器。LSST望远镜2019年已经竣工，也面临资金方面的问题，全靠私人捐助、美国国家科学基金会等机构赞助。因此从目前近地天体的观测站部署看，我们仍然无法做到对全天进行无死角观测，今后也必然还会有2019 OK这样的小行星出现。拦截机制仅限于理论拦截小行星已经在电影中上演，但真实版的小行星防御却仅限于理论。最早关于小行星拦截的方案，第一个想到的是核弹轰炸，但这个方法效果不佳，接触式核爆甚至会将小行星摧毁成多块碎片后撞击地球，存在不可控的风险。目前已经有一些经验积累的是动能撞击方式，NASA十多年前执行的深度撞击就是利用一颗探测器撞击坦普尔1号彗星，验证了动能撞击的可能性。对于直径较小的小行星，动能撞击的效果比较显著，可通过多批次连续撞击改变小行星的轨道。这就是目前NASA正在推进的小行星偏转评估任务，该计划经过多次推迟之后，预计在2023年发射，2026年抵达第一颗被命名为Didymos的小行星双星，并以6公里每秒的速度撞击其中一颗小行星。动能撞击也是目前可操作性最高的小行星拦截方案，技术较为成熟，已经有撞击先例，问题只在于撞击航天器的动能是否能够对目标小行星构成影响。然而，动能撞击也不是万能的，需要对小行星物质组成、结构进行分析，撞击位置也需要精确指明，对于结构较为松散的小行星，动能撞击可能适得其反。因此，科学家也提出了激光烧蚀法、光压偏转法等措施，针对不同类型的小行星。激光烧蚀法通过大型激光瞄准目标小行星，对其施加作用力，迫使其改变轨道；光压偏转法针对表面反照率较大的小行星，且距离地球较远的轨道，通过太阳光压改变其轨道。或者人工在目标小行星表面喷涂反光物质，增加其反照率。综上，针对小行星的观测和拦截目前仍然处于起步阶段，还远没有达到成熟应用阶段。小行星观测网常年缺少足够的资金支持，而拦截小行星也是缓慢起步。2020年代值得我们期待，在小行星观测和拦截上都有新的突破，但距离实战应用还有较远的距离。在此期间，地球的安全仍然需要靠运气。作者 | 林文杰 航天科普作家审稿 | 邵相军 紫金山天文台博士责编 | 高佩雯文章由腾讯科普“科普中国头条创作与推送项目”团队推出转载请注明来自科普中国