全球小行星防御（美国先走出第一步）

近日，美国国家航天局成功操控一颗人造卫星对一颗名为“迪莫弗斯”的小行星进行动能撞击，使其运转轨道发生偏离。

这是人类首次对地外天体的运转轨道进行偏转干涉，此次试验的成功，证明了人类已经初步具备了预警并防御小行星撞击地球的能力，在行星防御领域中踏出了第一步。

“迪莫弗斯”小行星撞击任务

而在这一领域中，中国也有可能在不远的未来迎来自己的首次行星防御任务，并且起点有可能比美国还要高。

美国和中国之所以会在近些年将航天资源向行星防御领域中倾斜，主要原因在于随着人类地外探测技术的进步，航天学界已经发现地球轨道的安全性实际上并不高。

以此次美国国家航天局撞击的“迪莫弗斯”小行星为例，这颗小行星的直径有160米，大概相当于55层楼高。

“迪莫弗斯”小行星撞击试验的概念图

要知道，这种平均直径在百米级别的小行星哪怕不直接撞击地球，仅仅只是在进入大气层期间与空气发生摩擦并临空爆炸，所释放的能量都高达1000-2000万吨TNT，足以毁灭一个大型城市。

如果直接撞击地面的话，百米级的小行星虽说不会引发恐龙灭绝那种世纪灾难。但也足以永久性地改变坠落地区周边的地形地貌。

陨石坑

而像“迪莫弗斯”这样百米级及其以上的小行星，人类已经观测到了超过1万颗。更糟糕的是，根据理论计算，这1万颗百米级小行星可能只占地球周边小行星数量的20%。剩下的小行星处于人类航天观测体系的探测盲区，只有在较近距离上才有可能观测到。

也就是说，地球现在就像一艘在遍布冰山的航道上直线航行的大船，虽然能够提前对看见的冰山制定应对措施，但谁也不知道远处冰山的水下结构是不是挡在了船只前进的航道上。

毕竟冰山能看见的，也只有浮在水面上的20%。

人类对于太空的理解只是冰山一角

这还只是百米级小行星，十米级小行星因为直径更小，被观测到的概率也更小。这意味着还有着海量的直径在10-100米左右的小行星尚未被人类观测到。

例如在2013年2月15日，一颗名为2012 DA14小行星就曾以27000公里约合0.07个地月距离高速略过地球，而美国国家航天局只在小行星略过前的15天才观测到这一小行星即将略过地球。

NASA公布的2012 DA14小行星轨迹图

而在同一天，俄罗斯也正好发生了车里雅宾斯克小行星撞击事件，一颗直径15米的小行星在进入大气层时发生爆炸，产生了约50万吨当量的TNT能量，导致近1500人受伤，造成了10亿卢布的经济损失。

陨石在俄罗斯留下的轨迹

一系列小行星掠过地球的事件已经证明，如果再不建立相应的小行星预警与防御体系，地球真的有可能在未来与小行星撞个满怀。

正因如此，中美两国才会开始着手建立行星防御组织，搭建小行星预警体系，验证偏转小行星轨道的相应技术。

当然，能够做到这一点的目前也只有中美两国。

因为人类的行星防御手段虽然只有用人造卫星撞击体或是核武器撞击小行星使其偏转轨道这一种手段，理论上只要有人造卫星发射能力的国家都能做到。

但实际上，偏转卫星轨道需要的不是一颗人造撞击体，而是一堆撞击体。

以有着0.071%撞击概率、直径492米的贝努小行星为例，根据美国国家航天局的计算，想要完全将贝努小行星偏转不会威胁到地球的运行轨道上的话，需要发射75枚德尔塔IV型重型火箭搭载撞击体对其进行持续撞击。

而根据中国的理论模型计算，则需要多达23枚长征5号重型火箭执行这一任务。不得不说，这个方案真的很震撼。

长征五号运载火箭

且不说其他国家有没有重型火箭的制造技术，光是这数十枚火箭的建造成本就足以让这些国家钱包空空了。

这也是为什么目前只有中美两国有着行星防御计划的原因，因为中美能够承担起执行这种计划的技术与开支。

值得一提的是，中国之所以能够在推演中用比美国更少的火箭实现对贝努小行星轨道的偏转，是因为美国使用的是撞击体动能偏离模式，其实就是发射一颗人造卫星直接撞击小行星，用自身携带动能偏转小行星。

但在这种撞击模式中，撞击体质量小，因此需要发射多颗撞击体持续撞击。

相比之下，中国采用了更先进的“末级击石”的撞击模式，即撞击体与火箭不分离，组合成更大质量的撞击体去撞击小行星。

“末级击石”示意图

这对拦截模式对于航天器的控制水平要求更高，技术难度更大，但效果也更好。这也意味着当美国还在用160米直径的“迪莫弗斯”小行星作为实验对象的时候，中国可以在不远的未来直接对直径达到400米甚至500米的小行星进行试验，利用后发优势，领先美国一步。