据中国科学院网站日前报道，中科院国家空间科学中心研究员李明涛等，针对经典动能撞击在预警时间较短的条件下无法有效防御大尺寸小行星的问题，提出了“以石击石”新思路​‍‌‍​‍‌‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌​‍​‍​‍‌‍​‍​‍​‍‌‍‌‍‌‍‌‍​‍‌‍​‍​​‍​‍​‍​‍​‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍‌‍‌‍‌‍​。 

　　对付小行星主要有两种武器 

　　1994年7月17日，苏梅克-列维九号彗星撞击木星，是人类首次直接观测到的太阳系大型天体撞击事件，引发了人类对地球及自身命运的思考。 

　　2013年2月15日，一颗直径约20米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地区约30公里高空爆炸，当量等效约30颗广岛原子弹； 危害波及3个城镇，导致1500人受伤、4715栋房屋受损。 如果发生在北京、上海、大湾区等人口稠密地区，后果不堪设想。 

　　为了共同应对小天体撞击的全球性威胁，2013年第68届联合国大会批准成立了国际小行星监测预警网络（IAWN）和空间任务规划咨询组织（SMPAG），旨在协调全球资源，加强对危险小天体的监测预警，寻找对付小行星的“招式”。 其中，核爆和动能撞击是最主要的两种武器。 

　　在小行星附近引爆核弹，利用核爆产生的剧烈辐射作用于小行星表面，汽化部分物质并喷射出去，从而显著偏转小行星的轨道。 如果在小行星表面或者内部引爆核弹，将彻底破坏小行星的结构。 核爆可以快速见效，但产生的碎块可能仍然会撞击地球。 此外，在外太空使用核武器是国际法明令禁止的。 

　　利用人造飞行器高速撞击小行星，瞬间改变小行星的运行速度，使得小行星偏离撞击地球的轨道。 动能撞击防御方法原理简单、技术可行，是目前最成熟的非核小行星防御方法。 由于发射运载能力的限制，人造撞击体的质量一般为数吨级，尽管撞击速度可达数公里每秒，但对质量为千万吨级以上的小行星的动量改变量十分微弱，经典动能撞击方法偏转小行星的轨道犹如“以卵击石”。 比如，美国2005年发射的“深度撞击”任务对坦普尔彗星的速度增量改变量仅为0.1微米每秒； 而美国2021年将发射的“双小行星重定向测试”任务，对目标小行星的速度增量改变量仍不超过2毫米每秒。 

　　拯救地球的中国功夫 

　　决定动能撞击防御小行星效果的关键因素是撞击体的动量。 动量由撞击体质量和撞击速度决定。 由于强大的地心引力，利用人类最强大的运载火箭，发射到深空撞击小行星的轨道，撞击体重量一般也不会超过20吨。 即使撞击速度可达到数公里每秒甚至十几公里每秒，在这场硬碰硬的实力较量中，面对千万吨级的小行星，几吨甚至十几吨的人造撞击体显得无比渺小。 

　　如何数量级提升撞击体质量，进而数量级提升行星防御效果呢？ 在我国科学家提出的“以石击石”行星防御方案中，飞行器在逃离地心引力后，并不直接去硬碰小行星，而是像传统中国功夫一样，在宇宙中腾挪迂回，先去寻找可以“借力打力”的大块头作为撞击体，再以“四两拨千斤”的方式，推动大块头撞击体去偏转危地小行星的轨道。 

　　截至目前，人类已经发现了超过23000颗近地小行星。 有些小行星可能会撞击地球，小行星之间也可能会相互“擦肩而过”甚至“擦枪走火”。 事实上，小行星之间的碰撞是新小行星群体的一个重要来源。 

　　若干年后，如果有一颗大尺寸小行星将要撞击地球，科学家们只需要提前找到那颗与它“擦肩而过”的小行星。 如果这颗小行星尺寸比较小，科学家们可以整体捕获它作为撞击体。 如果小行星尺寸比较大，科学家们可以在它上面采集一大块岩石作为撞击体。 然后，科学家们可以操控这块“大块头”的太空岩石去撞击对我们有威胁的小行星。 在微重力环境下，能够以“四两拨千斤”的方式，利用飞行器的推进系统轻微改变它的运行轨迹，使其从与小行星“擦肩而过”到准确击中小行星，从而利用太空岩石的重量显著偏转小行星的轨道。 

　　以偏转阿波菲斯小行星为例，科学家们对“以石击石”行星防御方案开展了数值模拟。 阿波菲斯是一颗阿登型近地小行星，被称为“毁神星”，直径约350米，重量约为6100万吨，在2029年与地球的最近距离约为3.8万公里。 在十年预警时间的条件下，利用长征五号运载火箭，对经典动能撞击和“以石击石”加强型动能撞击的效能开展了对比研究。 仿真显示，利用经典动能撞击方法对阿波菲斯小行星的偏转距离约为176公里，而“以石击石”方案对阿波菲斯小行星的偏转距离约为1866公里，相比经典动能撞击方法提升了一个数量级。 

　　（摘自《北京日报》李明涛）