小行星撞击地球到底有多大威力（美国耗资3亿美元撞击小行星）

人类出现之前，恐龙曾经统治地球达几亿年之久。但在大约6600万年前，一颗直径约10公里的小行星以每秒20公里的速度落在墨西哥湾，剧烈的撞击力瞬间制造了一个直径100公里、深约30公里的巨坑，有多达25万亿吨的岩石被抛向太空。这些岩石在落回地面的过程中在大气层里摩擦、燃烧，变成一个个火球，点燃了全世界的森林，地球被尘埃包裹，阳光照不进来，温度骤降。75%的动植物因此灭绝，恐龙们冻饿而死，只剩下极少数变成了今天的鸟和鸡。

小行星撞击地球使恐龙灭绝

我们的太阳系不只有8大行星和它们的卫星，在浩瀚的太空中还有数以亿计大大小小的石块和“碎石堆”，天文学字把它们称为“小行星”。

与地球一样，小行星们也绕着太阳运行，偶尔它们会受行星引力的扰动改变自己的轨道，还有一些会与地球轨道发生交会，甚至变成流星砸到地面上来。

地球周围有许多小行星

地球大气层很稠密，大多数流星会在与空气摩擦的过程中发热、剧烈燃烧，最后化为灰烬。但当流星比较大，比如说直径达到20米，或者由不易崩解的铁质构成，它就会对地面造成非常大的破坏。

到目前为止，科学家们已经发现超过29000个有潜在威胁的近地天体，它们的直径都超过140米，其中878颗直径大于1公里。这些天体都受到严密监控，因为它们一旦掉下来就有可能对一座城市、一个国家甚至地球上的大多数生物造成灭顶之灾。

近地天体时刻威胁我们的生存

与恐龙不同，人类不会坐以待毙。科学家不仅能观察到小行星，还能准确计算这些不速之客的运行轨道、它们接近地球的时间，判断其撞击地球的可能性。

当我们意识到某一颗小行星未来可能对地球造成巨大破坏时，就会想办法摧毁它，或者让它偏转轨道。这被称为“行星防御计划”。

我们也有“行星防御计划”

对于“拯救地球”的方法，科学界一直都存在争议。有人建议向小行星发射导弹，用核弹头将其炸碎，即便炸不碎也能改变其飞行轨道；有人认为可以给小行星装上发动机，通过持久的推力把它推开；还有人说炸和推都不能解决问题，还是撞击最省事。

到底用什么办法最好呢？

一些近地天体看起来直径达几百米，其实它们是由许多大小石块和粉尘聚积而成的“碎石堆”。它内部的压力不足以令其密实，放射性元素衰变产生的热能又散失得很快，不能像行星那样熔融成一个整体。如果我们在它的表面引爆核弹，爆炸的大部分能量会被碎石堆吸收、削弱，然后在万有引力的作用下，那些散开的石块又会重新聚到一起，变身为一颗带有核辐射的小行星。

核弹摧毁小行星不靠谱

给小行星装上火箭喷气发动机，像“流浪地球”那样将其推走，这个主意听起来不错。然而大部分小天体在运行的同时还存在自旋，它的形状不规则，表面起伏不平，很难保证火箭发动机始终朝我们想要的方向喷气，所以通过“慢慢推”的办法把天体推离地球轨道，实施起来难度非常大。

1996年，美国天文学家观察到一颗直径达0.8公里的近地天体（65803），2003年，捷克科学院的天文台发现65803其实还有一颗“卫星”，由于这颗卫星平均直径达到170米，因此科学家将这个双星系统命名为“迪迪莫斯”Didymos，希腊语是“双胞胎”，“弟弟”被称为“迪莫夫斯”Dimorphos。

“飞镖”撞击小行星“双胞胎”

“双胞胎弟弟”围绕着“哥哥”旋转，它的公转周期约为11小时55分钟，于是美国宇航局NASA的科学家就想发射一个航天器去撞击它，通过观察“迪莫夫斯”公转周期的变化情况，来判断撞击的效果，但撞击几乎不会对“双胞胎哥哥”造成影响。

NASA的航天器名为“双小行星重定向测试”（英文缩写DART，“飞镖”），总投资3.13亿美元。实际上“飞镖”的主要部分就是一个610公斤重的撞击器，撞击器上除了导航系统、通信系统、推进系统和一个照相机外没有其它科学设备。科学家通过计算后认为“飞镖”如果顺着“迪莫夫斯”的公转方向碰撞，可以使其公转周期加快10分钟，反之则变慢10分钟。

与小行星相比，DART微不足道

“迪莫夫斯”质量约50亿千克，它跟一座体育场差不多大；“飞镖”撞击器在碰撞前的质量仅500千克，1.8米见方，用它来撞击小行星很有点蚍蜉撼大树的感觉。

然而只要撞击器飞行速度够快，它的动能就会很高，当这个动能传递给小行星时，还是可以稍稍改变小行星的飞行速度。NASA其实不需要花钱，仅通过计算就能能知道碰撞会产生什么结果。

明知道结果的事情，明知道撞击不会改变小行星“65803”的飞行轨迹，为什么还要耗费巨资去做呢？

因为轨道计算的结果是科学，瞄准目标实施碰撞是技术，科学与技术相结合才是生产力，才是一国科技实力的体现。

“飞镖”准确命中目标

“飞镖”从发射到撞击总共花了10个月的时间，撞击地点距离地球约1100万公里，实际上航天器飞行的距离远超于此。在“飞镖”从发射到飞行的整个过程中都伴随着精确遥测技术、轨道计算和飞行控制，但凡任何一个环节出现微小疏失，“飞镖”都不可能命中目标。

“飞镖”（粉色）与小行星（绿色）飞行轨迹

考虑到远距离信号传输延时，“飞镖”在飞行的最后4个小时里需要完全自主飞行。又因为轨道控制发动机启动会使长长的太阳翼振动，进而导致摄像画面模糊，因此碰撞前几分钟不能打开发动机做轨道修正，机会只有一次，航天器需要瞄得非常准才能正中靶心。

那么NASA的“飞镖”撞击技术真的能够在未来拯救人类吗？

理论上讲，只要我们对近地天体发现得足够早，哪怕是对目标的速度或飞行角度有丝毫改变，都足以影响到它的运动轨迹，使之最终与地球擦身而过。从这个角度看，人类的任何一次尝试都具有重大意义，是值得肯定的。

参考资料及图片来源：

SPACE.com：“nasa dart asteroid impact planetary defense success”

维基百科：奇克苏鲁伯陨石坑，近地天体，(65803) Didymos，Dimorphos，Double Asteroid Redirection Test

#美国宇宙飞船成功撞击小行星#