中國首次近地小行星防御任務

中國向來有花小錢辦大事的優(yōu)良傳統(tǒng)，中國的首次近地小行星防御任務，相當于美國DRAT計劃和歐洲HERA任務的總和，在一次試驗中同時實現(xiàn)兩大工程目標：完成對50米級小行星的超高速撞擊、完成對動能撞擊效果在軌直接評估?？傮w目標為：撞得準、推得動、測得出、說得清。

中國提出了多種方案，各有優(yōu)勢，如撞擊加掠飛、撞擊加掠飛加伴飛、伴飛加撞擊加伴飛。其中一個方案是用一枚長征五號火箭，一箭雙星發(fā)射探測器和撞擊器，探測器借力金星，提前到達目標小行星，開展伴飛觀測。撞擊器利用日地月自然引力和軌道機動調(diào)整方向，探測器抵達3個月后，撞擊器以超過9千米/秒的時速實施動能撞擊，撞擊時小行星距地距離小于700萬千米。

中國將在2030年前實施的首次小行星防御任務，用撞擊器偏轉(zhuǎn)直徑50米的小行星，是一個穩(wěn)妥慎重的選擇。小行星的體積與質(zhì)量成立方比例增長，并非線性。直徑50米的小行星質(zhì)量約為一二十萬噸，這跟直徑160米的小行星相比有巨大差異，顯然會產(chǎn)生更大的偏移速度，產(chǎn)生更明顯的偏移效果，有助于觀測和評估。

“以石擊石”方案充分展示了中國科學家的創(chuàng)造力

青勝于藍

小行星直徑50米也好，直徑160米也好，用火箭發(fā)射撞擊器產(chǎn)生的軌道速度改變量都是極為有限的，慢藥治不了急病。中國在美國撞擊試驗的基礎上看得更遠，走得更遠。想增加軌道速度改變量，無非有幾種方式，要么是增加撞擊速度，要么是增加撞擊物的質(zhì)量。一次撞擊不行，就多撞幾次，小的撞了不行，換大的來撞。

據(jù)NASA消息，“貝努”是一顆直徑500米的小行星，預計于2135年9月飛掠地球。一支研究團隊稱撞擊地球的概率為0.037%。中美兩國都針對“貝努”，作出各自的動能撞擊方案。中國方案在效率上明顯優(yōu)于美國方案。

NASA和勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室提出使用“德爾塔IV”重型火箭搭載8.8噸的HAMMER航天器，通過撞擊進行防御。如果有25年的預警時間，需要發(fā)射7-11枚“德爾塔IV”重型火箭，如果有10年的預警時間，需要發(fā)射34-53枚“德爾塔IV”重型火箭。

中國科學家提出使用23枚長征五號撞擊“貝努”小行星，即可達到偏轉(zhuǎn)“貝努”的效果。

不僅如此，中國科學家還先后提出了“末級擊石”方案，和“以石擊石”方案。

“末級擊石”方案利用了長征五號通常被當太空垃圾拋棄的火箭末級，跟撞擊器形成組合體直接撞擊“貝努”，充分利用火箭末級的質(zhì)量，增強撞擊動能，提升對小行星軌道的偏轉(zhuǎn)效果。單次長征五號執(zhí)行該任務的效果，相當于使用三次傳統(tǒng)動能撞擊方案的總效果。

“以石擊石”方案則是利用航天器捕獲一塊太空石塊/小行星，構(gòu)成組合撞擊體，撞擊目標小行星，軌道偏轉(zhuǎn)效果可提升一個數(shù)量級。

“以石擊石”方案，脫胎于“摘星計劃”。

動能撞擊是唯一的現(xiàn)實選擇

在面對小行星撞擊威脅時，人類的防御手段令人遐想。最初，很多人想到的可能是核武器，似乎像電影中那樣用一顆核彈能瞬間解決問題。然而，現(xiàn)實并不像銀幕上那般簡單。核爆炸可能會將小行星炸成大量碎片，這些碎片仍有可能朝地球飛來，甚至造成更大風險。而且，國際條約嚴格限制核武器在太空中的使用，這條路基本被堵死了。

激光防御聽起來科技感十足，理論上，通過激光加熱小行星表面，讓物質(zhì)蒸發(fā)產(chǎn)生反作用力來逐漸改變軌道。這聽起來不錯，但實際上需要巨大的能量供給，而依賴現(xiàn)有技術(shù)，很難實現(xiàn)如此強大的激光輸出。此外，這種方法需要幾個月甚至幾年的持續(xù)照射，且必須精確對準小行星，這在實際操作中幾乎是不可能的。

重力牽引器的概念更為奇特：航天器在小行星旁邊懸停，利用微弱的引力慢慢改變其軌道。盡管這一方案聽起來精妙，但其引力效應極其微弱，想要產(chǎn)生足夠的影響，需要幾十年的時間，這對應急防御來說，顯然不切實際。

還有利用太陽能的辦法，比如用巨大的太陽帆或反射鏡，將陽光反射回小行星表面，以此逐漸推動它改變軌道。但光壓效果極其有限，時間跨度動輒幾十年，且要在太空中部署這樣龐大的設備，面臨巨大的技術(shù)和資金挑戰(zhàn)。

用航天器推走小行星也非常困難，阿姆羅開著高達推走即將隕落地球的小行星阿克西斯，現(xiàn)在只能停留于影視動漫。

相較之下，動能撞擊顯得更加務實。像DART任務那樣，通過撞擊器高速撞擊小行星，直接利用動量改變其軌道。雖然撞擊后的速度改變量微小，但在足夠長的時間內(nèi)，這種偏移效果會逐漸累積，達到避免撞擊地球的目的。這種方法簡單、可控，是當前最可行的小行星防御方案。

謹以此圖致敬中國航天人，小行星防御不是夢，但它是中國夢。

綜上所述，中國首次近地小行星防御任務，已經(jīng)超越了美國DART任務的窠臼。中國已規(guī)劃出了近地小行星防御的發(fā)展藍圖，2030年前“撞”，2030-2035年“推”，2045年前“控”。從升級版動能撞擊技術(shù)，到近中遠三個階段的長遠發(fā)展，中國翻開了國家行星防御計劃壯麗的詩篇。

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