地球每天都被微小的太空塵埃擊中。稍微大一點(diǎn)的碎片在大氣中燃燒得五顏六色，形成了你在天空中看到的流星。偶爾更大的巖石撞擊大氣層，它們被稱(chēng)為火球，因?yàn)樗鼈內(nèi)紵龝r(shí)發(fā)出的光特別明亮。每年會(huì)撞擊地球幾次，可能會(huì)產(chǎn)生一些碎片，供尋找?guī)r石的人尋找。

美國(guó)國(guó)家航空航天局和其他組織定期對(duì)天空進(jìn)行掃描，對(duì)任何可能撞擊地球的小天體進(jìn)行分類(lèi)。目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)迫在眉睫的威脅尸體，但很明顯，遲早地球會(huì)被一些大的東西擊中。這些組織正在積極研究保護(hù)地球免受小行星、流星或彗星撞擊的最佳方法。美國(guó)宇航局近地天體研究中心和國(guó)際小行星警告網(wǎng)絡(luò)列出了最近的“近地觀測(cè)”。

這張圖顯示了所有潛在危險(xiǎn)的小行星(以及它們的軌道路徑)環(huán)繞地球(不是按比例)，截至2013年科學(xué)家們已經(jīng)計(jì)算出超過(guò)1400顆潛在危險(xiǎn)的小行星。圖片：NASA/JPL-Caltech

小行星主要指的是小而多巖石的天體。彗星含有更多的冰，也會(huì)對(duì)地球造成威脅。在碎片進(jìn)入我們的大氣層之前，它們被稱(chēng)為流星體。在它們?cè)诖髿庵械穆窂街校鼈儽环Q(chēng)為流星。如果這些碎片中的任何一個(gè)到達(dá)地面，這些碎片被稱(chēng)為隕石。在地球上尋找隕石的最佳地點(diǎn)是南極洲，因?yàn)楸鶎邮顾苋菀卓吹剿槠?，而地面沒(méi)有像典型的城市地區(qū)或森林那樣受到干擾。流星和小行星之間的區(qū)別有點(diǎn)模糊，1961年國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)(命名空間物體的官方機(jī)構(gòu))說(shuō)，流星比小行星小得多，但比原子大。

加州大學(xué)洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)的地球物理學(xué)家艾倫魯賓(Alan Rubin)領(lǐng)導(dǎo)的一篇2010年發(fā)表的《流星學(xué)和行星科學(xué)》(Meteoritics and planet Science)論文提出，流星的大小限制在1米左右。較小的天體在靠近地球或撞向地球時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，這是很常見(jiàn)的，因?yàn)榈厍虻耐h(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)是專(zhuān)門(mén)用來(lái)觀測(cè)大得多的小行星的。這就是為什么在2018年6月，一個(gè)被稱(chēng)為2018洛杉磯的6英尺(2米)高的巖石被發(fā)現(xiàn)僅僅幾個(gè)小時(shí)后就在大氣中焚化了。由于它們的尺寸和低反射率以及望遠(yuǎn)鏡的時(shí)間有限，要跟蹤這些天體也很困難。

據(jù)《新聞周刊》報(bào)道，在2018年5月中旬，哈佛-史密森天體物理學(xué)中心的天文學(xué)家們?cè)?013年至2016年間發(fā)現(xiàn)了超過(guò)17000顆小行星，其中大約有11%——900顆接近地球的小行星。換句話說(shuō)，在第一次發(fā)現(xiàn)之后，科學(xué)家們就不知道這些小行星下一步的去向了。在2017年，科學(xué)家證實(shí)了第一顆星際小行星，被稱(chēng)為1I/2017 U1 'Oumuamua。這只闖入者迅速地穿過(guò)我們的太陽(yáng)系，以其獨(dú)特的路徑顯示它的起源?？茖W(xué)家們繼續(xù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)研究，比如2018年的一項(xiàng)研究顯示，“Oumuamua正在翻筋斗”。

表征威脅

很明顯，即使是小天體也會(huì)構(gòu)成威脅，2013年這顆小行星在俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克上空毫無(wú)預(yù)警地解體，直徑約為56英尺(17米)，打碎了玻璃，造成數(shù)百人受傷。1908年一個(gè)大約130英尺(40米)高的物體在西伯利亞上空爆炸，將超過(guò)825平方英里(2137平方公里)的樹(shù)木夷為平地。大約5萬(wàn)年前，在人類(lèi)文明開(kāi)始之前，一塊大約150英尺(46米)寬的巖石撞擊了現(xiàn)在的亞利桑那州。它留下了流星坑，現(xiàn)在大約有0.7英里(1.2公里)寬。更大的碰撞發(fā)生在很久以前。6600萬(wàn)年前，一顆直徑約6英里(10公里)的隕石將恐龍滅絕，在墨西哥留下了一個(gè)110英里(180公里)的隕石坑，被稱(chēng)為?？颂K魯伯隕石坑。但與2014年發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)影響因素相比，這是微不足道的。

2013年2月一顆65英尺(20米)寬的小行星在俄羅斯城市車(chē)?yán)镅刨e斯克上空毫無(wú)預(yù)警地爆炸，在冬日的天空中閃耀著一道超明亮的軌跡。圖片：Neuromainker via YouTube/Screenshot by Irene Klotz for Discovery News

在地殼中形成的巖石表明，一種可能的撞擊物直徑為23到36英里(37到58公里)，在32.6億年前，也就是生命進(jìn)化后的幾百萬(wàn)年，撞擊了地球。美國(guó)宇航局從20世紀(jì)70年代開(kāi)始跟蹤近地天體。它的目標(biāo)是找到至少有幾十米大小的物體，“如果這些物體在沒(méi)有預(yù)警的情況下襲擊地球上人口稠密的地區(qū)，可能會(huì)造成重大傷害。國(guó)會(huì)在1994年指示NASA找到至少90%的直徑大于1公里(0.62英里)的潛在危險(xiǎn)的近地天體，這是NASA在2010年完成的。國(guó)會(huì)還在2005年要求美國(guó)宇航局找到至少90%的潛在危險(xiǎn)的近地天體，這些近地天體的大小在140米(460英尺)以上。

預(yù)計(jì)在2020年完成，多個(gè)媒體報(bào)道顯示美國(guó)宇航局將錯(cuò)過(guò)最后期限由于資金的挑戰(zhàn)，盡管美國(guó)宇航局指出其發(fā)現(xiàn)的步伐正在加速由于更好的天文臺(tái)NASA在2014年創(chuàng)建了一個(gè)行星防御協(xié)調(diào)辦公室一年之后車(chē)?yán)镅刨e斯克,更好地協(xié)調(diào)努力,以回應(yīng)一個(gè)監(jiān)察長(zhǎng)辦公室報(bào)告。其他的太空機(jī)構(gòu)，如歐洲航天局也有自己的辦公室，不同的國(guó)家經(jīng)?；ハ嗪献?。NASA與合作伙伴定期進(jìn)行“桌面”演習(xí)(比如2017年的那次)，以模擬威脅小行星并做出適當(dāng)反應(yīng)。

掃描天空

美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局與幾次空中勘測(cè)合作，以保持一份潛在危險(xiǎn)物體的清單。其中包括卡特琳娜天空調(diào)查(亞利桑那大學(xué))，泛斯塔爾斯(夏威夷大學(xué))，林肯近地小行星研究或線性(麻省理工學(xué)院)和太空觀察(亞利桑那大學(xué))。這些天文臺(tái)不斷提升自己的能力，試圖捕捉更弱的小行星。小行星也可以通過(guò)一些望遠(yuǎn)鏡在太空中觀測(cè)到，但最常用的一種叫做NEOWISE。這是廣角紅外線探測(cè)望遠(yuǎn)鏡(WISE)的新任務(wù)，該望遠(yuǎn)鏡于2009年發(fā)射，2013年從冬眠中蘇醒，搜尋小行星。該望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)將一直運(yùn)行到2018年，屆時(shí)它的軌道與太陽(yáng)的夾角將非常明亮，以至于無(wú)法搜尋小行星。

歐洲航天局(European Space Agency)領(lǐng)導(dǎo)的“小行星撞擊與偏轉(zhuǎn)評(píng)估”(AIDA)任務(wù)是一個(gè)藝術(shù)家的概念，目的是有意撞擊小行星，并測(cè)試可以保護(hù)地球的偏轉(zhuǎn)能力。圖片：ESA

在2018年4月該任務(wù)發(fā)布了第四年的調(diào)查數(shù)據(jù)，包括關(guān)于788個(gè)近地天體和136顆彗星的信息。一項(xiàng)名為“近地物體照相機(jī)”(NEOCam)的后續(xù)行動(dòng)計(jì)劃于2021年提出，但它在其他任務(wù)中失敗了。NEOCam公司又獲得了一年的資助，可能會(huì)參與未來(lái)的任務(wù)提案。美國(guó)國(guó)家航空航天局承認(rèn)，近地小行星約有三分之二的數(shù)量尚不清楚，因此類(lèi)似新墨西哥州的任務(wù)可能會(huì)有所幫助。美國(guó)宇航局的其他任務(wù)也在尋求接近小行星以更好地描述它們的組成。最近的一些例子:“黎明”號(hào)探測(cè)器在2011年到2012年間訪問(wèn)了小行星灶神星，現(xiàn)在從2015年起一直在谷神星(一顆矮行星)上運(yùn)行。

OSIRIS-REx(起源、光譜解釋、資源識(shí)別、安全、雷格里斯探險(xiǎn)家)在2018年前往小行星Bennu執(zhí)行一次采樣返回任務(wù)，該任務(wù)將于2023年返回地球。此外NASA還使用了其他太空機(jī)構(gòu)任務(wù)中訪問(wèn)過(guò)的小行星的數(shù)據(jù)，如日本的Hayabusa(已完成)和Hayabusa 2(正在進(jìn)行中)。一些計(jì)劃中的任務(wù)會(huì)在小行星上采取更大膽的步驟。美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局此前曾研究過(guò)小行星重定向任務(wù)(ARM)的概念，該任務(wù)是讓一個(gè)機(jī)器人將一個(gè)小物體送入月球軌道，供宇航員研究。為了支持月球和火星的長(zhǎng)期太空探索政策，ARM被放棄了。NASA、歐洲航天局(European Space Agency)和其他合作伙伴計(jì)劃進(jìn)行一項(xiàng)名為AIDA的任務(wù)，即小行星撞擊和偏差評(píng)估。我們的目標(biāo)是利用動(dòng)能碰撞器改變小行星Didymos軌道上的一個(gè)小衛(wèi)星的路徑。

歐空局宣布，2016年將不會(huì)為ExoMars(一個(gè)漫游者)提供更多的預(yù)算空間，但NASA仍在繼續(xù)研究其部分任務(wù)。(歐空局也表示希望以后以某種形式參與。)一個(gè)動(dòng)能碰撞器(也許里面有一顆核彈)會(huì)使軌道偏轉(zhuǎn)，用宇宙飛船緩慢地拉動(dòng)小行星，用太陽(yáng)熱重新引導(dǎo)它，或者用激光轟擊它。這只是一個(gè)想法。目前正在研究哪種小行星偏轉(zhuǎn)技術(shù)是最好的。最好的方法取決于許多因素，如成本、小行星組成、影響時(shí)間和技術(shù)成熟度。這些領(lǐng)域正在進(jìn)行研究;2007年，美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局表示，非核動(dòng)力沖擊器擁有最成熟的技術(shù)。在2018年，一群美國(guó)科學(xué)家和工程師提出了一項(xiàng)名為HAMMER的早期任務(wù)，該任務(wù)將使用核彈頭來(lái)分解大型小行星，或?qū)⑺鼈円齐x軌道。

博科園-科學(xué)科普｜文：Elizabeth Howell/Space