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NASA 制定了小行星防御计划,但资金在哪里?

通过有效的探测和偏转策略,优先考虑小行星撞击预防,确保未来免受宇宙威胁。

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但愿情况永远不会发展到这一步。(图片来源:muratart/Shutterstock)小行星撞击是一个科幻概念,终有一天会真实发生。但尽管面临着被小行星撞击的明显且(尽管可能遥远)的危险,我们为避免这种灾难所投入的资源却少之又少。《发现》杂志在 2013 年报道,NASA 用于此类行动的预算仅占其总预算的一小部分,尽管近年来有所增加,但在特朗普政府时期如何变化尚不清楚。2015 年,NASA 结束了一项为哨兵号任务(专门用于精确定位来袭小行星)提供非财务支持的协议,类似的行星防御项目在很大程度上依赖于私人捐赠。在一份新报告中,一个由联邦机构组成的联盟正在呼吁增加对探测和偏转工作的支持,并提出了一项多方面、长期的蓝图,以保护地球免受岩石入侵者的侵害。该机构间工作组由 NASA、FEMA、国防部和国土安全部等部门的成员组成。该联盟于 2016 年 1 月召开会议,并在 NASA 和 FEMA 在加利福尼亚州进行了一次小行星撞击响应模拟后,发布了其首份报告

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大事件

一颗直径 40 到 50 米的岩石可能会摧毁一座城市,而一个直径大得多的物体——约一公里——可能会摧毁整个大陆。2013 年的车里雅宾斯克陨石,直径仅 20 米,在西伯利亚上空爆炸,震碎了窗户,造成数百人受伤。1908 年的通古斯事件,同样发生在西伯利亚,摧毁了超过 700 平方英里的森林,爆炸威力相当于大约 5 到 10 百万吨 TNT。在这两种情况下,都没有发生撞击。虽然我们不知道潜在的撞击会是什么样子,但模拟一个巨大的岩石撞击陆地水体的情况,预示着可怕的后果。尽管如此,小行星撞击地球并具有国家级毁灭力的概率约为 1/100,000。但像车里雅宾斯克那样大小的物体,足以造成破坏,但又足够小而可能逃避探测,这令人担忧。如果历史可以作为参考,我们每隔一两个世纪就会遇到其中一个,每隔几百年就会发生一次通古斯事件。“这份报告指出的一个巨大问题是,那些直径介于仅能摧毁城市和 140 米之间的小行星,”前宇航员、专注于小行星撞击的倡导组织B612的首席执行官 Ed Lu 表示。

仰望星空

Lu 指出了 NASA 喷气推进实验室目前正在开发的一架名为NEOCAM 的太空望远镜,用于扫描太阳系中离地球最近的区域。该项目未能获得 NASA 发现计划的资助,该计划将为该任务提供额外支持。该望远镜旨在探测和跟踪直径在 20-140 米范围内的小型小行星,并且在建成后,将与目前正在智利建造的大型巡天望远镜(LSST)相辅相成。LSST 针对探测太阳系中的小型天体进行了优化,并定于 2021 年开始运行。小行星防御工作组估计,目前我们不知道有大约 1000 万个近地天体直径小于 20 米,约有 30 万个直径大于 40 米。NASA 目前仅列出了 15,413 个近地天体,其中 1,763 个被归类为潜在危险小行星。NASA 在一份电子邮件声明中表示:“在 2010 财年,近地天体观测计划资助了 21 个寻找、跟踪和表征近地小行星的项目。在 2016 财年,该计划资助了 34 个寻找、跟踪和表征近地小行星的独立项目,以及 9 项关于撞击缓解和偏转策略和技术的研究。截至 2016 年 10 月,已发现的近地小行星(NEA)数量超过 15,000 颗,平均每周新增 36 颗。这一里程碑标志着自 2013 年(当年 8 月发现数量达到 10,000 颗)以来,已知近地小行星的数量增加了 50%。发现率(每年发现的数量)自 2013 年以来增加了 83%。”

Eros,第二大近地小行星,长约 20 英里,宽约 7 英里。(图片来源:NASA/JPL/JHUAPL)

如何阻止世界末日

该工作组制定了一项七部分计划,处理危险小行星和撞击后的潜在后果。完整的提案将在稍后一个未确定的日期发布。他们的第一项建议是:改进探测和跟踪技术。一个专门用于扫描太阳系中来袭小行星的空间望远镜将是最佳选择。理论上,这将为人类争取足够的时间来制定防御计划。该小组还呼吁改进小行星行为和成分模型,以了解我们发现的任何天体如何响应潜在的干预措施。根据工作组的说法,在碰撞发生前几天和之后制定应急计划也是必要的。这包括建立一个国际警报系统以及国家和国际机构之间的协调机制。这意味着要制定国际机构之间的通信和数据共享协议。报告强烈强调了在小行星撞击事件中国际合作的首要性——这种事件肯定需要即使是敌对国家也能为了共同利益而合作。

2016 年 5 月,一个火球划过美国东北部上空。最后,报告称,科学家们需要研究各种方法来偏转来袭的小行星,以拯救地球。这可以采取多种形式:用航天器撞击小行星,用核弹将其炸碎,在附近引爆炸药,使其部分汽化,然后利用气体将其推离轨道,或者甚至将其一部分涂成黑色或白色,让阳光将其推向另一个方向。进行一些实践也是计划的一部分:工作组建议进行小行星探测任务,以测试能够实现小行星“牧牛”的技术。这包括一个灵活的推进系统、车载人工智能和用于对小行星进行最新评估的监控系统。我们已经取得了初步进展。除了过去二十年来几次与小行星的近距离接触外,OSIRIS-REx任务(于 2016 年 9 月发射)将于 2018 年 8 月与小行星 Bennu 接触。其目标是收集 Bennu 的样本并将其送回地球,这项任务还将测试一些小行星偏转任务所需的协议,以防万一有必要。

探测是关键

但在我们开始偏转业务之前,我们需要一个目标。这就是为什么 Lu 和其他人现在在推动提高探测能力的原因。完全设计和装备一项将小行星推离地球轨道的任务可能需要十多年时间,因此早期预警至关重要。Lu 说,这类项目不应仅仅被视为科学任务,这常常导致它们资金短缺。“不应以纯科学竞赛的标准来评判它,与其他科学任务相比,评判标准是它在做什么新颖的科学,”他说。“这确实不仅仅是科学,它实际上关乎保护生命。”所涉及的资金即使是 NASA 的预算也不会造成太大影响,更不用说像国防部这样更大的机构了。“我们说的是一个像 NASA 这样的小型机构预算的零点五个百分点,”Lu 说。问题可能在于我们人类评估风险的方式。我们似乎很难应对我们没有亲身经历过的事件的后果,有时也未能采取必要的预防措施。2011 年的福岛核事故和卡特里娜飓风后堤坝的溃决是主要例子。“它不像你想象的那么小,只是比一代人的时间要长,”Lu 说。“如果你一生中没发生过,你自然会打折扣。”[本文早期版本错误地指出 NEOCAM 未获资助。事实上,它仍获得 NASA 的支持。《发现》对该错误表示歉意。][此帖子已更新,包含 NASA 的评论]

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