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為了應對近地天體威脅,科學界有多種防禦方案

2020-08-06 21:14    作者:陳良友      VIEW:



近地天體撞擊地球(想像圖)

所謂「近地天體」(NEO),是對其軌道與地球軌道相交並因此有可能產生撞擊危險的小行星、彗星以及大型流星體的總稱。1898年,科學家發現了第一個顆近地天體,而到現在這個數量已經擴大至25000顆。科學家表示,儘可能多的發現這些近地天體,可以更好降低對地球的未知危險性。

受益於地球大氣層的保護,體積較小和質量較輕的近地天體往往在墜落地球表面之前就已燃燒殆盡,或者成為小隕石、流星雨等,但大型近地天體會給地球造成難以避免的巨大災難。美國《發現》雜誌曾評出「威脅人類生存的二十一世紀二十大危險」,其中近地天體撞擊地球居于首位;同時在聯合國(UN)認定的「世界四大突發災難」中,近地天體撞擊地球也居于首位。可見近地天體對地球的潛在威脅之大。

2013年2月15日,俄羅斯車裡雅賓斯克州曾發生一起近地天體墜落事件。當時,一顆直徑約60米的彗星在穿越大氣層時摩擦燃燒,發生爆炸,產生大量碎片,形成了所謂「隕石雨」劃過天際。在隕石墜落區域,許多建築物的窗戶玻璃破裂,造成了1200多人受傷。科學家認為,近地天體對地球構成相當的威脅,而發生在車裡雅賓斯克的事件已經是一個無法迴避的警告。

近年令科學家最為關注的是一顆叫做「阿波菲斯」的近地天體;據科學家計算,到2029年4月,這顆直徑約400米的小行星與地球的距離將不到4萬公里。儘管它2029年撞上地球的危險已被排除,但在2036年4月仍然存在著與地球發生碰撞的可能性。

為保衛人類文明和守護地球安全,科學界正想方設法避免近地天體與地球相撞的災難。國際知名學者周海中教授在接受媒體採訪時曾指出,「科學界目前有多種防禦方案,並且有些方案正在準備付諸行動」。其中,具有「理論可行性」的方案主要有如下幾種:

一是採用核武器炸掉具有潛在威脅的近地天體。但麻煩的是,爆炸很可能將它變成許多小型「殺手」,把帶有放射性的物體拋入不可預測的軌道;而對於一些鬆散結構的近地天體,爆炸所起到的作用又很有限。因此,這種方法一直毁譽參半。

二是採用太空飛船撞擊近地天體,改變其軌道或把它撞碎。這種方法比較有效,但對於鬆散結構的近地天體,撞擊很可能把災難擴大數倍,結果就會得不償失。

三是採用航空器給近地天體施加壓力即用機械力,使牠的運行速度發生變化,從而改變其飛行方向。這種方法比較理想,但不易實行,並存在一定風險。

四是採用雷射使近地天體的表面物質向外發散,從而產生反嚮加速度使牠改變飛行方向,或者使用超強雷射把它摧毁成對地球無害的小碎塊。這種方法比較理想,但必須要有超大功率的雷射系統。

五是採用油漆塗料改變近地天體的顏色,影響它吸收太陽光的熱量,通過熱能的變化來改變其軌道。但這種方法見效比較慢,並且所需的大量塗料如何運送上去也是個問題。

六是採用火箭把一面巨大的風箏形太陽帆發送到近地天體上,張開的太陽帆利用反彈太陽光子所產生的壓力把它逐漸推離原來的軌道。但這種方法的技術要求較高,難度較大。

七是在近地天體的表面插入一種如火箭那樣的裝置,讓其不斷像噴射機一樣噴出物質,通過反作用力來改變其飛行方向。不過這種方法好像有點浪漫色彩。

周海中教授還指出,所有的方案現在幾乎都停留在理論設想階段,有的好像科幻情節。牠們是否切實可行可靠,還需未來的實踐加以檢驗。

目前,美國宇航局、歐洲航天局、日本宇宙航空研究開發局、俄羅斯航天國家集團公司等已成立專門機構應對近地天體對地球的威脅,民眾對此不必過於擔憂。但許多科學家認為,目前對於潛在威脅地球的近地天體,人們現在只能「盡人事以聽天命」和持「過好每一天」的樂觀態度。

文/陳良友(作者系美國基特峰天文臺研究員)

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