我們能避免「小行星撞地球」的毀滅性結局嗎?

馬里蘭州勞雷爾市——這是好萊塢大片的常見情節了:一顆失控小行星沖向地球,可能造成海嘯、大規模毀壞和全人類滅絕。
人類只有一次自救機會——勇敢、甘願自我犧牲的英雄駕駛著宇宙飛船飛向太空,將小行星摧毀。
但那只是電影。週一晚上,美國宇航局展示了這一情節變成現實會是怎樣的場面。
確實是有一顆小行星,但它並未威脅到地球。還有一架完全依靠精密的技術運行的航天器。這一任務的人類英雄實際上是位於巴爾的摩和華盛頓之間的一處物理與工程實驗室。
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碰撞也的確發生了。只不過這是雙小行星改道測試(DART)的最終步驟,DART是去年11月發射的航天器,繞行太陽已有10個月,追逐著距離地球約1100萬公里的一塊名為「雙衛一」的小型太空岩石。
「人類首次展示了自主錨定和改變天體運行軌道的能力,」約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室主任拉爾夫·塞梅爾在撞擊後的新聞發布會上表示。該實驗室為美國宇航局執行這一項目。
利用高速拋射體撞擊小行星會輕微改變其運行軌道。對於一顆沖向地球的小行星來說,這已足夠將直接撞擊的結果改為差之毫厘。
在撞擊發生前,航天器發回了一系列小行星「雙衛一」的照片,當時它正以每小時超過22530公里的速度接近地球。
DART僅提前一小時發現了「雙衛一」,當時它還只是個光點。隨後,這堆天體碎石體積越來越大,大到布滿石塊的小行星表面填滿了其螢幕。該任務的工程師們都站了起來,開始歡呼。
「通常情況下,航天器信號丟失是非常糟糕的事情,」塞梅爾博士說。「但這回是理想的結果。」
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還有一張局部圖片,但數據沒能傳回地球。DART已經撞上了小行星。
「哇,那實在太棒了,不是嗎?」在美國宇航局進行網頁直播期間,該實驗室參與了此項目的行星科學家南希·查博特說道。
《世界末日》(Armageddon)、《天地大衝撞》(Deep Impact)以及最近的《不要抬頭》(Don’t Look Up,)這樣的電影都說明了好萊塢一直以來對於災難從天而降的可能性有多麼著迷。近年,科學家和政策制定者也比以前更加重視這種威脅。
多年來,政策制定者一直不認為需要趕緊撥款用於保護地球免受小行星撞擊。但該DART任務的項目科學家托馬斯·斯塔特勒表示,這種情況開始發生轉變,部分原因是天文學家已經能夠找到所有會造成地球毀滅的大型小行星,就像6600萬年前導致恐龍滅絕的那一顆。
造成全球性影響的情況很罕見,大約每1000萬年發生一次。但現在這種可能性已被排除,美國宇航局和其他地方的規劃者都將注意力轉向了太空中體積更小的物體。這類天體的數量更為龐大,儘管不會導致大規模滅絕,但仍能釋放出比核彈爆炸還要多的能量。
「關於這個問題的討論剛好已經成熟了,」斯塔特勒博士說。
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在美國宇航局和各國會撥款機構發起的一系列計劃中,都能看到對行星防禦的日益關注。薇拉·魯賓天文台就是其中一個項目,這是位於智利的一台由美國資助的新望遠鏡,將系統掃描夜空,尋找具備潛在破壞性的無數顆小行星。另一個項目是近地天體勘測者,這是美國宇航局正在研發的一種天基望遠鏡,能夠發現許多危險小行星,包括很難從地球上發現的一些。
如果這些小行星中的任何一顆被確認處於與地球相撞的軌道上,DART任務證明使它們偏離軌道是可能實現的。
對於執行這一約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室負責運營的項目的工程師來說,發生在東部時間晚7點14分的撞擊標誌著他們工作的結束。這一航天器的最後四個小時都是自主運行狀態,並成功鎖定了「雙衛一」。
更難得的是,在撞擊前一個多小時,DART的攝像頭首次拍到了「雙衛一」的樣子。「雙衛一」環繞「雙生星」這顆體積更大的小行星,在此之前,它始終隱藏於「雙生星」的光芒之中。捕捉到其存在後,DART的導航系統就將方向對準了這顆更小的行星。
直到撞擊前五分鐘,一旦出現問題,任務控制人員還可以進行干預。但他們並不需要做出任何調整。
在那最後五分鐘裡,就像所有觀看一連串「雙衛一」照片的人一樣,控制室人員也成了觀眾。然後,任務就結束了。初步分析表明,航天器在距離目標中心約15米的地方成功撞擊。
「我當然感到如釋重負,」任務系統工程師埃琳娜·亞當斯說。「能完成這麼了不起的事真是太棒了。我們對任務的結束都無比興奮。」

對於小行星科學家來說,他們的工作才剛剛開始。
按照設計,撞擊發生在小行星距離地球相對較近的時候。
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這樣一來地球上的望遠鏡就可以清楚地看到。據美國宇航局和任務負責人透露,約有40架望遠鏡指向了「雙生星」和「雙衛一」。哈勃和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡、以及美國宇航局另一架太空探測器「露西」號上的攝像頭也是如此。義大利航天局製造的一個鞋盒大小的航天器「LICIACube」尾隨著DART,拍下了撞擊和碎片羽流的照片。其軌道被移至邊緣,這樣就不會撞到小行星上。
「我們其他人都在熱切期待著這樣的撞擊,這樣就可以將我們的科學研究付諸實踐,」北亞利桑那大學天文學和行星科學教授、該項目觀測工作組負責人克里斯蒂娜·托馬斯說。「那將是一場如此偉大、如此激動人心的千載難逢的盛事,我們也將為此傾盡全力。」