不久前，一则有些科幻的新闻冲上了热搜，国家航天局副局长吴艳华表示，我国将着手组建近地小行星防御系统……为未来人类真正应对小行星地外天体对地球家园的威胁，真正作出中国新的贡献。
那么，什么是近地小行星？它们对地球家园有什么威胁？怎样解除它们的威胁呢？咱们今天就来聊聊这方面的内容吧！
01
感谢小行星“不杀之恩”
所谓“近地小行星”，就是其轨道和地球轨道相交，或者将来经过行星引力摄动后可能与地球轨道相交的小行星。要知道，太阳系里既没有红绿灯和交警，也没有扳道工，这些小行星和地球的轨道相交，就有一头撞上地球的危险。（为了简便起见，接下来咱们说“小行星”、“小天体”的时候，也包括彗星的彗核部分，毕竟它和“小行星”对地球的伤害大同小异。）
截至2018年1月已知的太阳系小天体
主小行星带的小天体标记为褐色，近地小天体标记为青色
地球轨道是灰白色，即从内向外第三圈
图源NASA
可能有些朋友会觉得，宇宙那么大，小行星那么小，撞地球的可能性一定很小吧？
但事实恰恰相反。
打个比方，大家都坐过汽车，肯定经历过大雨天雨点噼里啪啦打在车窗上的景象，如果地球是一辆车，在围着太阳转的车道上，地球的车窗玻璃也会一直噼啪作响，不过打过来的东西可不是雨点。
据估算，每天都有2500万颗大大小小的流星体闯进地球大气层，累积起来，每年的总量大约有15000吨。
你之所以还能拿着手机读到这篇文章，是因为幸好大部分流星体的个头都非常小。能被看到的流星，绝大多数是由沙子或绿豆尺寸的小天体造成的，它们的麻雀战术通常不会造成严重后果。
但是，“流星体”和“小行星”只是人类的分类用语，它们之间并没有清晰的界限。如果一颗“流星体”长得足够“膀大腰圆”，就可能一直砸到底层大气甚至地面上，造成重大灾难。下面就列出比较著名的几起：
2013年2月15日的清晨，俄罗斯的车里雅宾斯克上空划过一颗火流星，光芒压倒了初升的太阳，这颗火流星还在空中留下了大约10千米长的烟尘轨迹，未在空中烧完的陨石，在冰冻的车巴库尔湖面上砸出了一个6米宽的大洞。7200多座房屋因火流星的爆炸震波受损，1491人受到间接伤害。据估计，车里雅宾斯克的火流星事件是一颗直径17到20米的小行星造成的。
在历史上，更大规模的天体撞击并不遥远。
1908年6月30日，还是俄罗斯，在通古斯河附近的上空发生了一起惊天动地的大爆炸，冲击波将方圆650千米内的窗户玻璃震碎，超过2150平方千米的8千万棵树焚毁倒下，远在英国的气压记录仪都侦测到了爆炸产生的气压起伏。现在的科学界普遍认为，通古斯大爆炸的肇事者是一颗直径65米左右的石质小行星。
而最著名的小行星撞击遗址，恐怕是墨西哥的希克苏鲁伯陨石坑了，大约6600万年前，一颗直径至少10千米的小行星以每秒20千米的速度击中这里，揭开了白垩纪灭绝事件的序幕，地球上75%的物种，包括全部非鸟恐龙，在这次灭绝事件中永远告别了地球生命大舞台。
所以从这个角度说，人类能发展到现在，可能还真的得感谢一下小行星的“不杀之恩”了。
02
撞击威力有多大
怕你一行写不下
前文说了，10千米级的小行星造成了大灭绝，大家可能会奇怪：才10千米的石头，也就是一个城市的尺寸，居然能祸祸掉表面积5亿平方千米的大千世界吗？
不要忘记这块石头还有10千米高——比珠峰还要高一千多米。这么一座巨山以高速砸到地面上，咱们可以用动能公式来算算它携带的能量（合并公式过程略）：
这个能量 ≈ 密度×直径³×速度²÷3.82
把数据一个个填进公式里去，全部按照国际单位制的标准单位，碳质球粒陨石密度平均为3300千克/立方米，直径就按10000米，速度用20000米/秒吧。大家就会看到，这个公式计算的，是各种千啊万啊的平方立方的乘积，最后得到的结果，大约是346，000，000，000，000，000，000，000焦耳——科学界对这次撞击的估算值的前三位是420，但量级相同，是一个长达24位的数字（你看一行确实没写下 ↓↓↓ ）。
420，000，000，000，000，000，000，000焦耳
这是个什么概念呢？它相当于太阳核心每毫秒产生的全部能量，或者说是200万颗沙皇氢弹爆炸释放的能量，假如地球5亿平方千米的表面均匀覆盖着2米深、0℃的水，那么这个能量足以把这些水全部烧开。
幸好，那一瞬间的撞击能量将集中在撞击点，这会使小行星完全气化，并当场崩出一个100千米宽、30千米深的巨坑，而不会一下子将所有能量平摊到整个地球。但别高兴得太早，能量守恒定律决定了大家领盒饭只是迟早的事，因为撞击造成的影响虽迟但到……
从撞击点这里出发的，有时速1000千米的狂风，有浪高1500米的海啸。此外，有25万亿吨的物质将在瞬间被抛向高空，其中一部分会溅射进太空，再也不会归来，另一部分会重新落回地球，在重入大气层时它们将再度炽燃，火风暴将席卷全球。
而撞击产生的大量灰尘和燃烧造成的灰烬悬浮在大气中，长时间遮蔽阳光，妨碍植物进行光合作用，生态系统就此瓦解，食物链上层的各级消费者会次第灭亡。
来这么一下，地球就已经被虐成这样了，以后是不是就太平无事了呢？小行星的态度，自然是：
我错了，下次还敢。
03
人类，绝不能只靠小行星“不杀之恩”
虽然目前还没有小行星真的给人类致命一击，但这事儿咱们真的不能赌运气。
据NASA估算，大约每5000年，就会有一颗尺寸140米以上的小行星和地球相撞。2019年7月25日，一颗临时编号2019 OK的小行星很不OK地从距离地球72000千米处飞掠而过，这个距离还不到地月距离的五分之一。这么近已经够恐怖的了吧？更恐怖的是，直到飞掠前一天，它才被人类发现！
而2029年4月13日，尺寸170~450米的小行星99942——亦称“毁神星”——将距地表32000千米左右擦脸飞过，这个距离已经比同步卫星轨道还要低了！
人类以智慧生物自诩，但如果面对小行星的暴击，却和不读书的恐龙一样窝囊地死去，想想就挺糟心的。
要想防止被小行星莫名糊脸，就得先知道它们有多少，都躲在哪儿，发现得越早越好。从近30年前，就有多个近地小天体监测项目陆续启动，平均每周能发现40颗，收获颇丰。
图源NASA
为什么吴副局长说，要建立地基天基的监测系统？从地面观测还不够吗？确实不够。有些小行星是借着明亮天体的光芒掩护奔袭而来的，比如车里雅宾斯克的那颗，是从太阳方向飞来的，要想提前发现它，就得白天看星星，所以对它的到来，事前无人知晓。
再如很不OK的2019 OK（前文提到的小行星编号），在本该能看到它的那几天，遇到了满月。如果把监测系统发射到大气层外，那么太阳月亮的明亮圆盘旁边紧贴着的，就是黑漆漆的太空，“白天找星星”也就能做到了。
那么，如果我们运气奇佳——或者说奇差，真的发现了一颗会撞到地球的小行星，我们又该如何解决掉它呢？
04
生存还是毁灭？
绝不温和地走进那个良夜！
好莱坞科幻灾难大片酷爱使用小行星撞地球的桥段，像《天地大冲撞》《绝世天劫》都有人类想方设法炸飞小行星的情节。现实中也是如此，面对毁灭的危机，人类决不会坐以待毙，好消息是，目前已经有了很多可行的方案。
一旦发现有小行星威胁地球，一切可能的方案，归根结底都可分为两类：瓦解和推离。
瓦解，就是把小行星分裂成零散个体（主要靠炸），飞向多个方向的小天体碎块会脱靶错失地球，或者个头小到足以在大气层中烧尽。
推离呢，则是把小行星整体带偏轨道，或者让它加速或减速，提前或滞后到达约会点，同样达到脱靶的效果。地球的赤道直径是12756千米，公转速度每秒30千米，每走完一个自身身长需要425秒，也就是七分半左右。推离的要旨，就是为地球争取425秒的时间。
在具体实施办法上，有下面几种：
最容易被想到的是热核武器。热核武器产生的大量热能可以使小行星局部气化，并用这个临时产生的气体崩裂小行星，或者喷射物质把主体推离轨道。但是也要小心，一旦计划失败，砸中地球的将不仅是一颗小行星了，还是一颗自带核污染的小行星。
冷兵器式的方法，可以发射一个撞击器去撞击小行星，改变它的速度或方向。或者用非接触的方法，让一个牵引器陪着小行星一起飞，引力会渐渐把小行星拉偏轨道，所谓“差之毫厘，谬之千里”，计划实施得足够早的话，就有使小行星脱靶的希望。
也有许多小众一些的主意，例如送一台挖掘抛射机到小行星表面，不断把小行星表面的物质抛向太空，一边使它慢速解体，一边让动量守恒定律来帮着改变小行星轨道。或者用激光或聚焦镜气化小行星的局部表面，使它被喷射出的岩石气体逐渐推离。如此等等，不一而足。
从见效时间上来说，也可以分为两类：闪电战和持久战。热核武器或撞击器算是闪电战，引力牵引、挖掘抛射、局部喷射这些则是持久战。但是不管哪一种方法，都需要及时发现，尽早安排。NASA目前最乐观的估计是5到10年的准备期，并且正在实施对第65803号Didymos小行星的撞击实验，预计2022年9月底/10月初完成撞击。
吴副局长提出的2025或2026年实施一次技术实验，从时间表来说，已经非常积极进取了。从吴局的话中，我们可以读出实施方案是撞击，只是，不知咱们挑选的小行星是哪一颗呢？
最后再说点大家喜闻乐见的，虽然一提起小天体撞地球，大家往往都会往“天灾”的方向考虑，但偶尔也会有人因此变得非常土豪（当然，撞的时候可别在现场……）。
比如在德国，有个名叫诺德林根的小镇，人口不到两万，坐落在一个直径25千米、深约100到150米的巨坑里。起初科学家以为这个坑是个火山口，后来在此找到只有在高速冲击下才能形成的柯石英，表明这是1500万年前、一颗直径1500米的小行星形成的撞击坑。
撞击和高温形成了估计总量72000吨的冲击钻石，可惜这些钻石非常细碎，最大不超过0.2毫米，混在土壤里，被这座城市的建造者们无意间拿来修路砌墙盖房子了，所以，以 “含钻量”来说，这小镇实在是土中有豪，土豪极了。
作者 | 曲 炯 科普作家 作品发表于国家博物馆、国家航天局等
审核 | 刘 茜 北京天文馆研究员 科普影片编导和科普作家
本文由“科学辟谣平台”（ID：Science_Facts）出品
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