(聲明：刊用中國《新聞周刊》稿件務(wù)經(jīng)書面授權(quán))
地球安全嗎？小行星和地球相撞是必然要發(fā)生的，但在未來，人類將有能力防衛(wèi)。
經(jīng)過近一年時(shí)間的反復(fù)觀察，美國一個(gè)研究小組最終確定，99942號(hào)小行星阿波菲斯(Apophis，即原來命名的2004 MN4)將在2029年近距離擦過地球。一顆同等大小的小行星如此靠近地球，這種幾率平均超過1000年才會(huì)出現(xiàn)一次。
幾個(gè)月前，當(dāng)科學(xué)家初步計(jì)算這顆小行星的運(yùn)行軌道時(shí)，曾經(jīng)猜測它有相當(dāng)大的可能將在未來某一天與地球相撞。現(xiàn)在，科學(xué)家重新計(jì)算后基本排除了它在2029年與地球相撞的可能。
危險(xiǎn)的小行星被排除，這已經(jīng)不是第一次。但對(duì)于阿波菲斯，科學(xué)家并沒有因此放棄對(duì)它的追蹤和研究——它將反復(fù)與地球邂逅，對(duì)它的研究將有助于科學(xué)家們應(yīng)對(duì)那些與地球有相撞危險(xiǎn)的天體。
阿波菲斯成絕佳標(biāo)本
阿波菲斯是已知的近800顆具有潛在威脅的小行星之一，更是少數(shù)幾顆天文學(xué)家們希望可以進(jìn)一步詳細(xì)研究的天體之一。對(duì)于阿波菲斯來說，額外的測量是必需的，因?yàn)?029年的近距離飛越可能會(huì)導(dǎo)致隨后一系列頻繁的近距離遭遇。
阿波菲斯是在2004年6月被發(fā)現(xiàn)的，此后失去蹤跡，直到6個(gè)月后又再次被發(fā)現(xiàn)。天文學(xué)家們曾一度認(rèn)為它可能會(huì)撞擊地球。2004年圣誕前夜，科學(xué)家們在NASA的“近地天體計(jì)劃”辦公室中計(jì)算出，阿波菲斯在2029年4月13日有1/60的幾率撞擊地球。
這顆形狀不規(guī)則的小行星，直徑僅有三四百米，但這已經(jīng)讓它足以穿透地球大氣層。如果它擊中陸地，將摧毀一片相當(dāng)于廣西自治區(qū)大小的區(qū)域，如果擊中海洋，則會(huì)產(chǎn)生世界范圍的海嘯。
但天文學(xué)家們進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)后，排除了2029年發(fā)生撞擊的可能性。取而代之的是，我們將會(huì)目睹一次令人驚異的近距離接觸：2029年4月13日，阿波菲斯將會(huì)在30000公里的高空飛掠過地球，比地球同步衛(wèi)星的軌道高度(為36000公里)還低。在距離最近時(shí)，這顆小行星將明亮得像一顆3等恒星，即使在城市的燈光下，在非洲、歐洲和亞洲用肉眼都能看見。有記載以來，還沒有人曾經(jīng)見過太空中如此明亮的小行星。
“2036年，阿波菲斯將再次接近地球，但是幾乎仍然沒有可能撞到地球。因此，現(xiàn)在來看它和地球相撞的幾率基本就是零�！� 阿波菲斯研究小組的負(fù)責(zé)人、密歇根大學(xué)丹尼爾·施瑞斯(Daniel J.Scheeres)博士在接受本刊記者采訪時(shí)表示。
由施瑞斯領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們預(yù)測到，2029年，當(dāng)阿波菲斯在地球附近呼嘯而過時(shí)，地球的引力會(huì)將這個(gè)天體扭成一種復(fù)雜的轉(zhuǎn)動(dòng)搖擺的狀態(tài)，引力所產(chǎn)生的扭矩還可能將阿波菲斯撕裂。
這樣的事件從未被見證過，科學(xué)家們將獲得有史以來最好的一次機(jī)會(huì)，來觀察地球的引力如何影響一顆小行星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而這種研究，對(duì)于科學(xué)家們應(yīng)對(duì)那些與地球有相撞危險(xiǎn)的其它天體來說極具參考價(jià)值，因?yàn)樾√祗w與地球接近時(shí)，都將發(fā)生類似的狀態(tài)變化。
“從某種意義上說，它提供了一個(gè)‘免費(fèi)’的空間科學(xué)任務(wù)，一些在科學(xué)上很有意義的事情將會(huì)發(fā)生，并被我們在地球上觀測、研究、預(yù)測�！笔┤鹚拐f。
撞擊是必然
大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為，6500萬年前造成恐龍徹底消失的白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件，最大可能是由一顆直徑在10公里左右的小行星或者彗星撞擊地球造成的。地球生命史上，類似的生命大滅絕事件一共發(fā)生了5次或者6次(至今尚有爭議)，造成的原因有可能都一樣�？茖W(xué)家據(jù)此估算，類似規(guī)模的小行星(或者彗星)撞擊事件發(fā)生的概率大約是每5000萬年到1億年發(fā)生一次。
“如果不加防范，小行星遲早總是會(huì)撞到地球，并且造成悲劇。盡管5000萬年或者1億年是很長的一段時(shí)間�！� 尼爾·施瑞斯博士告訴本刊記者。
科學(xué)家對(duì)小行星或者彗星撞擊地球的擔(dān)憂在10年前再一次被喚醒。1994年7月16日，舒梅克-列維9號(hào)彗星與木星相撞，造成爆炸性的沖擊。“爆炸在木星表面大氣中造成了20多個(gè)巨大的黑斑，黑斑大到可以把許多個(gè)地球裝進(jìn)去，”中國科學(xué)院上海天文臺(tái)傅承啟研究員告訴本刊記者，這種撞擊的威力由此可見一斑，如果這一次撞擊是發(fā)生在地球上，顯然將造成新一輪全球生命大滅絕。
相對(duì)來說，小行星對(duì)地球造成的威脅比彗星更大得多，這主要是因?yàn)樾⌒行菙?shù)量眾多，地球完全處于它們的“包圍”之中。據(jù)科學(xué)家估測，近地小行星(即軌道離地球比較近、可能與地球接近的小行星)中，直徑大于10米的有超過1.5億顆，直徑大于100米的有30萬顆，直徑大于500米的有1萬顆，直徑大于1公里的大約有1500顆。
實(shí)際上，小規(guī)模的隕石、小行星撞擊地球并不少見，只是由于地球大氣層的保護(hù)，它們往往在降落到地面之前就已經(jīng)燃燒殆盡，從而沒有造成破壞而已。2002年6月6日，一個(gè)直徑約10米的小行星撞到了地球。碰撞發(fā)生在地中海上方，大概是北緯34度東經(jīng)21度的地方，小行星在半空中就爆炸了。爆炸釋放出來的能量(根據(jù)次聲測量)估計(jì)相當(dāng)于2.6萬噸烈性炸藥，和一個(gè)中型原子彈爆炸差不多。這是行星撞地球最近的一個(gè)實(shí)例。
而小行星與地球擦肩而過的情況則更常見。1989年3月23日，直徑大約為300米的小行星1989FC在離地球60萬公里的地方呼嘯而過，恰好穿越6個(gè)小時(shí)以前地球所在的位置。假如當(dāng)時(shí)真的發(fā)生了碰撞，那么地球上會(huì)發(fā)生有記載以來最慘烈的一次爆炸。
每100萬年間，直徑約1公里左右的小行星要造訪地球數(shù)次。更大規(guī)模的撞擊來自直徑5公里以上的小行星，每1000萬年也將發(fā)生一次。
盡管近幾年來科學(xué)家發(fā)出了好多次錯(cuò)誤的預(yù)警，但還是有一些小行星被確認(rèn)為將對(duì)地球造成威脅。典型案例是直徑為1公里的小行星(29075)1950DA，對(duì)其軌道的正確測定表明它有1/300的機(jī)會(huì)在2880年3月16日撞擊地球。這一幾率比任何已知的小行星對(duì)地球的威脅都大上1000倍，也比其他所有已知小行星的威脅之和嚴(yán)重50%。
正在建設(shè)的太空保護(hù)網(wǎng)
一個(gè)直徑1公里左右或者更大的近地小行星一旦撞擊地球，足以造成人類歷史上空前的劫難，這一事實(shí)一直激勵(lì)人們?yōu)榈厍蛑谱饕粋�(gè)保護(hù)網(wǎng)，并讓人們思考：如何才能使這些可能引起災(zāi)難的小行星轉(zhuǎn)移方向。
但人類首先要做的是發(fā)現(xiàn)、確定那些將要撞擊地球的小行星，這也是現(xiàn)在科學(xué)家們正共同努力在做的事情。天文學(xué)家們已經(jīng)為確定近地小行星的位置進(jìn)行了諸多調(diào)查。最著名的是始于1996年的“林肯近地小行星研究項(xiàng)目”(簡稱為LINEAR，由美國空軍、美國宇航局(NASA)和麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室共建，系統(tǒng)性地搜索近地小行星)。到了2004年，LINEAR每年已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)十幾萬顆小行星，占一年中全世界所有被發(fā)現(xiàn)小行星的70%。
LINEAR用來觀測的儀器是在新墨西哥州的兩架一米口徑望遠(yuǎn)鏡和一架半米口徑望遠(yuǎn)鏡。
“太空護(hù)衛(wèi)項(xiàng)目”則是由一群相互之間有聯(lián)系的組織、機(jī)構(gòu)共同擔(dān)當(dāng)，其中一些組織接受了NASA的資金支持，承諾滿足美國國會(huì)的要求，即在2008年以前測定90%直徑1公里以上的近地小行星。2003年，NASA又提出一個(gè)項(xiàng)目，建議在2028年以前投入25億至45億美元的資金，測定90%直徑在140米以上的近地小行星。
其他研究近地小行星的項(xiàng)目包括“太空觀察項(xiàng)目”、“近地小行星跟蹤團(tuán)隊(duì)”、“洛威爾天文臺(tái)近地物研究組”等等。中國也有一些天文觀測人員參與這方面的觀測與研究。
“在過去的五六年里，我們對(duì)小行星的研究有了很大進(jìn)步， 但是仍然有很多東西我們還不了解，比如，我們不理解它們?nèi)绾未_定自己的邊界，如何相互影響。” 施瑞斯博士說，天文學(xué)家目前基本上觀測了所有直徑大于5公里的近地行星。而現(xiàn)在，他們用新型望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)能夠觀測到直徑100米左右的小行星。因此，現(xiàn)在他們正在發(fā)現(xiàn)越來越多新的小行星，通常都很小�！霸诮窈蟮�5年里，我們將發(fā)現(xiàn)數(shù)量驚人的小行星。希望我們能證實(shí)這些小行星都不會(huì)撞上地球�！�
然而，科學(xué)家的這些觀測有一個(gè)巨大的弱點(diǎn)，那就是絕大多數(shù)觀測站都分布在北半球，也就是說，南半球面對(duì)的小行星被疏漏的可能性就很大�！氨M管南半球人口分布少，但一旦小行星撞擊了地球，無論撞擊點(diǎn)在哪，造成的災(zāi)難都是全球性的，沒有太大分別�！� 傅承啟研究員說。
施瑞斯也對(duì)本刊表示，不能說科學(xué)家已經(jīng)找到了所有威脅地球的小行星。“現(xiàn)在天文學(xué)家們所知道的小行星數(shù)目在5000顆左右。其中大部分，人們只知道一個(gè)大概，只有少數(shù)一些我們能準(zhǔn)確地掌握情況，包括它們的軌道、體積、構(gòu)成等等。”
現(xiàn)在，人類已經(jīng)開始系統(tǒng)地思考避免小行星與地球碰撞的方法。
“核脈沖推動(dòng)法”是人們最早想到的。在一個(gè)近地小行星的表面引爆一個(gè)核武器，它會(huì)使行星表面產(chǎn)生巨大的沖擊波，然后通過反作用力將其推離原來的路線。
然而，人們越來越清醒地認(rèn)識(shí)到，許多小行星不過是“飛行的碎石堆”，這些碎石松散地聚合在一起，一次核爆炸或許能打碎其形體卻不能改變其路徑。在某些情況下，撞擊一個(gè)松散的小行星團(tuán)比撞擊一個(gè)大的小行星更糟糕。這導(dǎo)致人們不得不尋求其他解決威脅的辦法：
在小行星上安置一些“巨型驅(qū)動(dòng)器”，讓它們鏟起粉塵物質(zhì)并彈射出去，給小行星一個(gè)緩慢而持久的推動(dòng)力；
發(fā)送一個(gè)巨大的反射膜，將小行星包裹起來，從而如“太陽帆”那樣利用陽光來轉(zhuǎn)變小行星的軌道；
在小行星上撒白堊粉或者煤灰，利用雅科夫斯基效應(yīng)來改變軌道。雅科夫斯基效應(yīng)是一個(gè)世紀(jì)以前由俄羅斯工程師I. O. Yarkovsky發(fā)現(xiàn)的。它指的是一個(gè)很微妙的過程：小行星表面受熱，向外進(jìn)行熱輻射，這種輻射會(huì)給小行星一個(gè)微小的反向推動(dòng)力。
不得不承認(rèn)，現(xiàn)在這些設(shè)想完全是在將來才有可能實(shí)現(xiàn)，在目前來說還只是紙上談兵。
“就現(xiàn)在來說，如果它是一顆較大的小行星，比如直徑在1公里以上，我們能想的辦法并不多。但是如果它的直徑只有200米或者300米，那么我們很可能派一艘太空飛船去，或者與它相撞，或者附著在小行星上，給它一個(gè)輕微的推動(dòng)力，改變它的軌道，正如一艘拖船帶動(dòng)一艘海上巨輪一樣。但是這樣的計(jì)劃需要許多時(shí)間、許多錢才能完成。如果只剩下一兩年時(shí)間的話，我們可能沒什么應(yīng)對(duì)之策了�！�
預(yù)測撞擊將在哪一天來臨是很困難的，近地小行星太多，并且在運(yùn)行中有太多的不確定性。“而以人類現(xiàn)在的力量，要改變一顆較大的小行星軌道，其難度也如同一個(gè)人去推動(dòng)一整列火車。人類只能寄希望于將來，并且要完成這樣的大事，需要全人類的合作�！� 傅承啟說。
【來源：中國新聞周刊；作者：方玄昌、弓心 】
