(聲明：刊用中國《新聞周刊》稿件務(wù)經(jīng)書面授權(quán))
地球安全嗎？小行星和地球相撞是必然要發(fā)生的，但在未來，人類將有能力防衛(wèi)。
經(jīng)過近一年時間的反復觀察，美國一個研究小組最終確定，99942號小行星阿波菲斯(Apophis，即原來命名的2004 MN4)將在2029年近距離擦過地球。一顆同等大小的小行星如此靠近地球，這種幾率平均超過1000年才會出現(xiàn)一次。
幾個月前，當科學家初步計算這顆小行星的運行軌道時，曾經(jīng)猜測它有相當大的可能將在未來某一天與地球相撞。現(xiàn)在，科學家重新計算后基本排除了它在2029年與地球相撞的可能。
危險的小行星被排除，這已經(jīng)不是第一次。但對于阿波菲斯，科學家并沒有因此放棄對它的追蹤和研究——它將反復與地球邂逅，對它的研究將有助于科學家們應(yīng)對那些與地球有相撞危險的天體。
阿波菲斯成絕佳標本
阿波菲斯是已知的近800顆具有潛在威脅的小行星之一，更是少數(shù)幾顆天文學家們希望可以進一步詳細研究的天體之一。對于阿波菲斯來說，額外的測量是必需的，因為2029年的近距離飛越可能會導致隨后一系列頻繁的近距離遭遇。
阿波菲斯是在2004年6月被發(fā)現(xiàn)的，此后失去蹤跡，直到6個月后又再次被發(fā)現(xiàn)。天文學家們曾一度認為它可能會撞擊地球。2004年圣誕前夜，科學家們在NASA的“近地天體計劃”辦公室中計算出，阿波菲斯在2029年4月13日有1/60的幾率撞擊地球。
這顆形狀不規(guī)則的小行星，直徑僅有三四百米，但這已經(jīng)讓它足以穿透地球大氣層。如果它擊中陸地，將摧毀一片相當于廣西自治區(qū)大小的區(qū)域，如果擊中海洋，則會產(chǎn)生世界范圍的海嘯。
但天文學家們進一步分析數(shù)據(jù)后，排除了2029年發(fā)生撞擊的可能性。取而代之的是，我們將會目睹一次令人驚異的近距離接觸：2029年4月13日，阿波菲斯將會在30000公里的高空飛掠過地球，比地球同步衛(wèi)星的軌道高度(為36000公里)還低。在距離最近時，這顆小行星將明亮得像一顆3等恒星，即使在城市的燈光下，在非洲、歐洲和亞洲用肉眼都能看見。有記載以來，還沒有人曾經(jīng)見過太空中如此明亮的小行星。
“2036年，阿波菲斯將再次接近地球，但是幾乎仍然沒有可能撞到地球。因此，現(xiàn)在來看它和地球相撞的幾率基本就是零。” 阿波菲斯研究小組的負責人、密歇根大學丹尼爾·施瑞斯(Daniel J.Scheeres)博士在接受本刊記者采訪時表示。
由施瑞斯領(lǐng)導的科學家們預(yù)測到，2029年，當阿波菲斯在地球附近呼嘯而過時，地球的引力會將這個天體扭成一種復雜的轉(zhuǎn)動搖擺的狀態(tài)，引力所產(chǎn)生的扭矩還可能將阿波菲斯撕裂。
這樣的事件從未被見證過，科學家們將獲得有史以來最好的一次機會，來觀察地球的引力如何影響一顆小行星的運動狀態(tài)。而這種研究，對于科學家們應(yīng)對那些與地球有相撞危險的其它天體來說極具參考價值，因為小天體與地球接近時，都將發(fā)生類似的狀態(tài)變化。
“從某種意義上說，它提供了一個‘免費’的空間科學任務(wù)，一些在科學上很有意義的事情將會發(fā)生，并被我們在地球上觀測、研究、預(yù)測�！笔┤鹚拐f。
撞擊是必然
大多數(shù)科學家都認為，6500萬年前造成恐龍徹底消失的白堊紀-第三紀滅絕事件，最大可能是由一顆直徑在10公里左右的小行星或者彗星撞擊地球造成的。地球生命史上，類似的生命大滅絕事件一共發(fā)生了5次或者6次(至今尚有爭議)，造成的原因有可能都一樣�？茖W家據(jù)此估算，類似規(guī)模的小行星(或者彗星)撞擊事件發(fā)生的概率大約是每5000萬年到1億年發(fā)生一次。
“如果不加防范，小行星遲早總是會撞到地球，并且造成悲劇。盡管5000萬年或者1億年是很長的一段時間�！� 尼爾·施瑞斯博士告訴本刊記者。
科學家對小行星或者彗星撞擊地球的擔憂在10年前再一次被喚醒。1994年7月16日，舒梅克-列維9號彗星與木星相撞，造成爆炸性的沖擊�！氨ㄔ谀拘潜砻娲髿庵性斐闪�20多個巨大的黑斑，黑斑大到可以把許多個地球裝進去，”中國科學院上海天文臺傅承啟研究員告訴本刊記者，這種撞擊的威力由此可見一斑，如果這一次撞擊是發(fā)生在地球上，顯然將造成新一輪全球生命大滅絕。
相對來說，小行星對地球造成的威脅比彗星更大得多，這主要是因為小行星數(shù)量眾多，地球完全處于它們的“包圍”之中。據(jù)科學家估測，近地小行星(即軌道離地球比較近、可能與地球接近的小行星)中，直徑大于10米的有超過1.5億顆，直徑大于100米的有30萬顆，直徑大于500米的有1萬顆，直徑大于1公里的大約有1500顆。
實際上，小規(guī)模的隕石、小行星撞擊地球并不少見，只是由于地球大氣層的保護，它們往往在降落到地面之前就已經(jīng)燃燒殆盡，從而沒有造成破壞而已。2002年6月6日，一個直徑約10米的小行星撞到了地球。碰撞發(fā)生在地中海上方，大概是北緯34度東經(jīng)21度的地方，小行星在半空中就爆炸了。爆炸釋放出來的能量(根據(jù)次聲測量)估計相當于2.6萬噸烈性炸藥，和一個中型原子彈爆炸差不多。這是行星撞地球最近的一個實例。
而小行星與地球擦肩而過的情況則更常見。1989年3月23日，直徑大約為300米的小行星1989FC在離地球60萬公里的地方呼嘯而過，恰好穿越6個小時以前地球所在的位置。假如當時真的發(fā)生了碰撞，那么地球上會發(fā)生有記載以來最慘烈的一次爆炸。
每100萬年間，直徑約1公里左右的小行星要造訪地球數(shù)次。更大規(guī)模的撞擊來自直徑5公里以上的小行星，每1000萬年也將發(fā)生一次。
盡管近幾年來科學家發(fā)出了好多次錯誤的預(yù)警，但還是有一些小行星被確認為將對地球造成威脅。典型案例是直徑為1公里的小行星(29075)1950DA，對其軌道的正確測定表明它有1/300的機會在2880年3月16日撞擊地球。這一幾率比任何已知的小行星對地球的威脅都大上1000倍，也比其他所有已知小行星的威脅之和嚴重50%。
正在建設(shè)的太空保護網(wǎng)
一個直徑1公里左右或者更大的近地小行星一旦撞擊地球，足以造成人類歷史上空前的劫難，這一事實一直激勵人們?yōu)榈厍蛑谱饕粋�保護網(wǎng)，并讓人們思考：如何才能使這些可能引起災(zāi)難的小行星轉(zhuǎn)移方向。
但人類首先要做的是發(fā)現(xiàn)、確定那些將要撞擊地球的小行星，這也是現(xiàn)在科學家們正共同努力在做的事情。天文學家們已經(jīng)為確定近地小行星的位置進行了諸多調(diào)查。最著名的是始于1996年的“林肯近地小行星研究項目”(簡稱為LINEAR，由美國空軍、美國宇航局(NASA)和麻省理工學院的林肯實驗室共建，系統(tǒng)性地搜索近地小行星)。到了2004年，LINEAR每年已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)十幾萬顆小行星，占一年中全世界所有被發(fā)現(xiàn)小行星的70%。
LINEAR用來觀測的儀器是在新墨西哥州的兩架一米口徑望遠鏡和一架半米口徑望遠鏡。
“太空護衛(wèi)項目”則是由一群相互之間有聯(lián)系的組織、機構(gòu)共同擔當，其中一些組織接受了NASA的資金支持，承諾滿足美國國會的要求，即在2008年以前測定90%直徑1公里以上的近地小行星。2003年，NASA又提出一個項目，建議在2028年以前投入25億至45億美元的資金，測定90%直徑在140米以上的近地小行星。
其他研究近地小行星的項目包括“太空觀察項目”、“近地小行星跟蹤團隊”、“洛威爾天文臺近地物研究組”等等。中國也有一些天文觀測人員參與這方面的觀測與研究。
“在過去的五六年里，我們對小行星的研究有了很大進步， 但是仍然有很多東西我們還不了解，比如，我們不理解它們?nèi)绾未_定自己的邊界，如何相互影響�！� 施瑞斯博士說，天文學家目前基本上觀測了所有直徑大于5公里的近地行星。而現(xiàn)在，他們用新型望遠鏡已經(jīng)能夠觀測到直徑100米左右的小行星。因此，現(xiàn)在他們正在發(fā)現(xiàn)越來越多新的小行星，通常都很小。“在今后的5年里，我們將發(fā)現(xiàn)數(shù)量驚人的小行星。希望我們能證實這些小行星都不會撞上地球。”
然而，科學家的這些觀測有一個巨大的弱點，那就是絕大多數(shù)觀測站都分布在北半球，也就是說，南半球面對的小行星被疏漏的可能性就很大�！氨M管南半球人口分布少，但一旦小行星撞擊了地球，無論撞擊點在哪，造成的災(zāi)難都是全球性的，沒有太大分別。” 傅承啟研究員說。
施瑞斯也對本刊表示，不能說科學家已經(jīng)找到了所有威脅地球的小行星。“現(xiàn)在天文學家們所知道的小行星數(shù)目在5000顆左右。其中大部分，人們只知道一個大概，只有少數(shù)一些我們能準確地掌握情況，包括它們的軌道、體積、構(gòu)成等等�！�
現(xiàn)在，人類已經(jīng)開始系統(tǒng)地思考避免小行星與地球碰撞的方法。
“核脈沖推動法”是人們最早想到的。在一個近地小行星的表面引爆一個核武器，它會使行星表面產(chǎn)生巨大的沖擊波，然后通過反作用力將其推離原來的路線。
然而，人們越來越清醒地認識到，許多小行星不過是“飛行的碎石堆”，這些碎石松散地聚合在一起，一次核爆炸或許能打碎其形體卻不能改變其路徑。在某些情況下，撞擊一個松散的小行星團比撞擊一個大的小行星更糟糕。這導致人們不得不尋求其他解決威脅的辦法：
在小行星上安置一些“巨型驅(qū)動器”，讓它們鏟起粉塵物質(zhì)并彈射出去，給小行星一個緩慢而持久的推動力；
發(fā)送一個巨大的反射膜，將小行星包裹起來，從而如“太陽帆”那樣利用陽光來轉(zhuǎn)變小行星的軌道；
在小行星上撒白堊粉或者煤灰，利用雅科夫斯基效應(yīng)來改變軌道。雅科夫斯基效應(yīng)是一個世紀以前由俄羅斯工程師I. O. Yarkovsky發(fā)現(xiàn)的。它指的是一個很微妙的過程：小行星表面受熱，向外進行熱輻射，這種輻射會給小行星一個微小的反向推動力。
不得不承認，現(xiàn)在這些設(shè)想完全是在將來才有可能實現(xiàn)，在目前來說還只是紙上談兵。
“就現(xiàn)在來說，如果它是一顆較大的小行星，比如直徑在1公里以上，我們能想的辦法并不多。但是如果它的直徑只有200米或者300米，那么我們很可能派一艘太空飛船去，或者與它相撞，或者附著在小行星上，給它一個輕微的推動力，改變它的軌道，正如一艘拖船帶動一艘海上巨輪一樣。但是這樣的計劃需要許多時間、許多錢才能完成。如果只剩下一兩年時間的話，我們可能沒什么應(yīng)對之策了�！�
預(yù)測撞擊將在哪一天來臨是很困難的，近地小行星太多，并且在運行中有太多的不確定性。“而以人類現(xiàn)在的力量，要改變一顆較大的小行星軌道，其難度也如同一個人去推動一整列火車。人類只能寄希望于將來，并且要完成這樣的大事，需要全人類的合作。” 傅承啟說。
【來源：中國新聞周刊；作者：方玄昌、弓心 】
