论文部分内容阅读
在2013年2月15日，一颗直径约15米、重达7000吨的陨石以每秒约18千米的速度冲进大气层，在俄罗斯车里雅宾斯克地区坠落。其释放出的能量相当于20颗原子弹，地球由此遭遇了百年来最大的一次陨石冲击，俄罗斯当地逾千民众也因此受到伤害。这一事件让更多的人发出疑问：这样的“天外来客”哪天会造访我们居住的城市?现有技术能在多大程度上确保地球的安全?面对这次陨石落地的巨大冲击波，科学家又在想些什么、做些什么?
科学家希望开发出能够对相对较小但仍具有潜在毁灭性影响的流星、彗星和小行星撞击地球的威胁进行精确预测和定位的技术，在撞击事件发生前的数天或数周内发出预警，及时疏散有可能受到威胁地区的人员。
此次给俄罗斯车里雅宾斯克地区带来巨大影响的流星体撞击事件，以及随后一颗编号为2012DA14的小行星在地球上空27000千米处与地球擦肩而过之后，科学家纷纷提出应对此类事件的各种计划。
发射小型太空飞船
“俄罗斯逾千人受伤这一事实表明，是该采取行动的时候了，而不再只是被动地应对这类事件。”美国深太空产业公司负责人里克·图姆利森表示。该公司准备在10年之内推出一系列小型飞船，这些小型飞船计划承担对近地小行星上金属和矿石的探测任务。
如今，这批小型飞船组成的太空舰队也可用于监测一些对地球产生威胁，但因较小而难以被发现的小行星和流星。总部设在弗吉尼亚州麦克林的深太空产业公司，计划在今后4年里耗资1亿美元建造10艘小型太空飞船。
架设阿特拉斯预警系统
夏威夷大学提出了一个更简单、更经济的系统，被称为“空间物体与地球相撞先进预警系统”，简称阿特拉斯系统。这一系统由美国航空航天局投资500万美元建立，将包括8个望远镜组成的监测网，每架望远镜都配备有强大的摄影装置。该监测系统将建立在空气清新的夏威夷群岛上，以获得更为精确的观察结果。夏威夷大学天文学家约翰·托恩瑞教授说道，阿特拉斯系统将于2015年开始正式运行，其灵敏度相当于可在旧金山的位置检测到纽约城里一根火柴的火焰。他说，阿特拉斯系统将能够在1周前发出“城市杀手”撞击地球的预警，3周前发出“郡县杀手”的预警。“这将使人们有足够的时间撤离危险地区，并采取措施保护建筑物和其他设施，并对小行星落人海洋可能引起的海啸尽快应对。”托恩瑞补充说道。
启用红外线望远镜
行星防御专家呼吁尽快将红外线波长望远镜用于太空监测。红外线望远镜可敏感感知小行星从太阳获得的热量，因此不仅可以发现一些难以探测到的小行星，还可以更好地预估某颗小行星的大小。美国航空航天局于2009年12月发射的广域红外线巡天探测卫星是为多任务研究项目设计的，在2011年其冷却剂耗尽之前，已经发现了130颗近地小行星、21个潜在危险物体和17颗彗星。在过去15年里，科学家已发现和确定了直径在800米以上的这类近地太空物体的95％，这类太空飞石如果击中地球，将给地球文明带来毁灭性的破坏。但是，直径30米或更大一些的小行星现在只发现了不到1％，这类太空物体便包括了2月15日经过地球的2012DA14小行星。直径达45米的2012DA14，其大小相当于1908年撞击西伯利亚通古斯的陨石(通古斯大爆炸产生的冲击波将2100平方千米的森林夷为平地)。
这次在俄罗斯车里雅宾斯克地区上空爆炸的小行星则要小得多，估计直径约为15米，重约7000吨，落地前在高空中爆炸分解成碎片。该物体进入大气层时没有被发现。
据天文学家估计，类似俄罗斯车里雅宾斯克的陨石事件规模，即小行星撞击地球事件平均每100年发生一次。然而，一些更小的太空物体往往在没有预警的情况下，以惊人的巨响和壮观的爆炸突如其来地降临地球。虽然这类小行星事件很少或没有给地球造成很大损失，但它们的频繁造访给地球带来了很大的潜在威胁。
制订快速预警合作计划
俄罗斯陨石事件引起了国际社会的高度重视，联合国和平利用外层空间委员会的一个小组委员会迅速在维也纳举行会议，讨论与太空技术相关的几个问题，其中就包括如何应对彗星和小行星带来的危险。美国众议院科学空间技术委员会也正在拟订更好地协调近地天体搜索工作的计划，制订对地球有威胁太空物体的预警和快速反应合作计划。2008年发生的一次太空物体进入地球事件，突显了这类合作的紧迫性。当时一个直径1.5米～2.1米、重约80吨的太空物体突然在苏丹和埃及边界上空爆炸，明亮的火球爆发出相当于2000吨炸药爆炸的威力。
过去5年里，美国已发现并确认了90％～95％的近地太空物体，目前，三个主要的太空物体监视项目正在运行之中，美国海军建立的跟踪卫星和轨道碎片的新空间监视望远镜项目也即将开始运作。2012年11月，澳大利亚和美国签署了一项在澳大利亚安装望远镜和空间监视雷达的协议。此外，美国在智利阿塔卡马沙漠建立的大型综合巡天望远镜，可将南半球的天空全景尽收眼底。美国宇航员拉塞尔·施维考特认为，尽管有众多望远镜瞄准夜空，然而在地面观测始终有其自身局限。在“阿波罗9”号飞行任务结束后，施维考特一直投身于防御地外小行星的事业中。
地面望远镜主要用以观察可见光波段。在天气良好的情况下，能够捕捉到的可见光取决于小行星的大小、距离及构成成分。据估计，大多数近地物体的反射光相当于阴暗潮湿的土壤，最暗时则像木炭一样。而那些又小又暗的小行星，直到与地球非常接近时才会被发现。此外，如果小行星的轨道周期与地球轨道周期十分接近，就很难获得跟踪它所需要的足够多的信息。原因在于，如果二者的轨道周期非常接近，小行星在很多时间里都处于地球观察者的视线之外。“假设一颗小行星绕太阳一圈的时间为360天，在5年～10年时间里，它每年都在你的视野范围里。但是，在接下来的三四十年时间里，你将无法获得关于它的任何消息，对它的活动也将一无所知。”施维考特说。
美国B612基金会是一个非盈利的、独立的近地小行星专家组织，其在太空绕太阳轨道上安装红外线望远镜的设计任务已接近尾声——该设计建立在开普勒行星探测飞船的基础上。在相当于金星距离太阳的有利位置上，该望远镜可以回望地球，在广袤无垠的太空背景上，通过小行星反射太阳的热量和光亮，看清楚出现在与地球轨道交叉处或靠近地球轨道的太空物体。施维考特说，红外线望远镜的任务目标是检测90％直径在140米以上的近地天体。如果一切顺利的话，美国B612基金会计划于2018年发射首个由私人资助的小行星探测飞船。
科学家希望开发出能够对相对较小但仍具有潜在毁灭性影响的流星、彗星和小行星撞击地球的威胁进行精确预测和定位的技术，在撞击事件发生前的数天或数周内发出预警，及时疏散有可能受到威胁地区的人员。
此次给俄罗斯车里雅宾斯克地区带来巨大影响的流星体撞击事件，以及随后一颗编号为2012DA14的小行星在地球上空27000千米处与地球擦肩而过之后，科学家纷纷提出应对此类事件的各种计划。
发射小型太空飞船
“俄罗斯逾千人受伤这一事实表明，是该采取行动的时候了，而不再只是被动地应对这类事件。”美国深太空产业公司负责人里克·图姆利森表示。该公司准备在10年之内推出一系列小型飞船，这些小型飞船计划承担对近地小行星上金属和矿石的探测任务。
如今，这批小型飞船组成的太空舰队也可用于监测一些对地球产生威胁，但因较小而难以被发现的小行星和流星。总部设在弗吉尼亚州麦克林的深太空产业公司，计划在今后4年里耗资1亿美元建造10艘小型太空飞船。
架设阿特拉斯预警系统
夏威夷大学提出了一个更简单、更经济的系统，被称为“空间物体与地球相撞先进预警系统”，简称阿特拉斯系统。这一系统由美国航空航天局投资500万美元建立，将包括8个望远镜组成的监测网，每架望远镜都配备有强大的摄影装置。该监测系统将建立在空气清新的夏威夷群岛上，以获得更为精确的观察结果。夏威夷大学天文学家约翰·托恩瑞教授说道，阿特拉斯系统将于2015年开始正式运行，其灵敏度相当于可在旧金山的位置检测到纽约城里一根火柴的火焰。他说，阿特拉斯系统将能够在1周前发出“城市杀手”撞击地球的预警，3周前发出“郡县杀手”的预警。“这将使人们有足够的时间撤离危险地区，并采取措施保护建筑物和其他设施，并对小行星落人海洋可能引起的海啸尽快应对。”托恩瑞补充说道。
启用红外线望远镜
行星防御专家呼吁尽快将红外线波长望远镜用于太空监测。红外线望远镜可敏感感知小行星从太阳获得的热量，因此不仅可以发现一些难以探测到的小行星，还可以更好地预估某颗小行星的大小。美国航空航天局于2009年12月发射的广域红外线巡天探测卫星是为多任务研究项目设计的，在2011年其冷却剂耗尽之前，已经发现了130颗近地小行星、21个潜在危险物体和17颗彗星。在过去15年里，科学家已发现和确定了直径在800米以上的这类近地太空物体的95％，这类太空飞石如果击中地球，将给地球文明带来毁灭性的破坏。但是，直径30米或更大一些的小行星现在只发现了不到1％，这类太空物体便包括了2月15日经过地球的2012DA14小行星。直径达45米的2012DA14，其大小相当于1908年撞击西伯利亚通古斯的陨石(通古斯大爆炸产生的冲击波将2100平方千米的森林夷为平地)。
这次在俄罗斯车里雅宾斯克地区上空爆炸的小行星则要小得多，估计直径约为15米，重约7000吨，落地前在高空中爆炸分解成碎片。该物体进入大气层时没有被发现。
据天文学家估计，类似俄罗斯车里雅宾斯克的陨石事件规模，即小行星撞击地球事件平均每100年发生一次。然而，一些更小的太空物体往往在没有预警的情况下，以惊人的巨响和壮观的爆炸突如其来地降临地球。虽然这类小行星事件很少或没有给地球造成很大损失，但它们的频繁造访给地球带来了很大的潜在威胁。
制订快速预警合作计划
俄罗斯陨石事件引起了国际社会的高度重视，联合国和平利用外层空间委员会的一个小组委员会迅速在维也纳举行会议，讨论与太空技术相关的几个问题，其中就包括如何应对彗星和小行星带来的危险。美国众议院科学空间技术委员会也正在拟订更好地协调近地天体搜索工作的计划，制订对地球有威胁太空物体的预警和快速反应合作计划。2008年发生的一次太空物体进入地球事件，突显了这类合作的紧迫性。当时一个直径1.5米～2.1米、重约80吨的太空物体突然在苏丹和埃及边界上空爆炸，明亮的火球爆发出相当于2000吨炸药爆炸的威力。
过去5年里，美国已发现并确认了90％～95％的近地太空物体，目前，三个主要的太空物体监视项目正在运行之中，美国海军建立的跟踪卫星和轨道碎片的新空间监视望远镜项目也即将开始运作。2012年11月，澳大利亚和美国签署了一项在澳大利亚安装望远镜和空间监视雷达的协议。此外，美国在智利阿塔卡马沙漠建立的大型综合巡天望远镜，可将南半球的天空全景尽收眼底。美国宇航员拉塞尔·施维考特认为，尽管有众多望远镜瞄准夜空，然而在地面观测始终有其自身局限。在“阿波罗9”号飞行任务结束后，施维考特一直投身于防御地外小行星的事业中。
地面望远镜主要用以观察可见光波段。在天气良好的情况下，能够捕捉到的可见光取决于小行星的大小、距离及构成成分。据估计，大多数近地物体的反射光相当于阴暗潮湿的土壤，最暗时则像木炭一样。而那些又小又暗的小行星，直到与地球非常接近时才会被发现。此外，如果小行星的轨道周期与地球轨道周期十分接近，就很难获得跟踪它所需要的足够多的信息。原因在于，如果二者的轨道周期非常接近，小行星在很多时间里都处于地球观察者的视线之外。“假设一颗小行星绕太阳一圈的时间为360天，在5年～10年时间里，它每年都在你的视野范围里。但是，在接下来的三四十年时间里，你将无法获得关于它的任何消息，对它的活动也将一无所知。”施维考特说。
美国B612基金会是一个非盈利的、独立的近地小行星专家组织，其在太空绕太阳轨道上安装红外线望远镜的设计任务已接近尾声——该设计建立在开普勒行星探测飞船的基础上。在相当于金星距离太阳的有利位置上，该望远镜可以回望地球，在广袤无垠的太空背景上，通过小行星反射太阳的热量和光亮，看清楚出现在与地球轨道交叉处或靠近地球轨道的太空物体。施维考特说，红外线望远镜的任务目标是检测90％直径在140米以上的近地天体。如果一切顺利的话，美国B612基金会计划于2018年发射首个由私人资助的小行星探测飞船。