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扞卫地球，驱赶小行星——理想中的好莱坞大片 周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫专栏 周三 · 太空探求|周四 · 观测指南 周五 · 深空探测 |周六 · 茶余星话 | 周日 · 视频天象 原作：Robyn Schelenz 翻译：邱煜欣 校正：郑仓晟 编排：邱煜欣 后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳 原文链接：https://www.llnl.gov/news/what-hollywood-gets-wrong-and-right-about-asteroids “
在理想世界中，有些人特地出谋划策以应对这种潜在的风险，好比劳伦斯利物莫国度实验室的研讨员柯尔斯顿 ·豪利（Kirsten Howley），她是一位努力于避免小行星带来“ 世界末日”的天体物理学家。奇特的是这些人与布鲁斯 ·威利斯（电影《世界末日》中在小行星上钻洞的钻油井工头）的形象一点也不相关。 在1998年的电影《世界末日》中，一颗得克萨斯州大小的小行星将在18天内撞击地球。美国太空总署提出了阻止小行星与地球相撞的措施：派人登陆小行星，在小行星上钻洞至其中心，并放入核弹引爆。一群衣着橙色服装的美国人在短时间内阻止这场灾难的发作。 理想并不总是像电影一样。 留意，这并非说小行星不会撞击地球——小行星（大多数是微型的）简直每分每秒都经过我们的地球，而是说担任阻止小行星的人花上几个小时是拿不到那样的太空服的。
电影《世界末日》海报 “当我通知他人我所从事的工作时，他人的第一反响就是&apos哦，就像《世界末日》？’ ” 劳伦斯利物莫国度实验室（LLNL）的物理学家柯尔斯顿·豪利说，“这与《世界末日》完整不同。” 她的日常工作包含维护我们的地球免受小行星的攻击。 固然豪利手头没有橙色连身裤，但她的工作是严肃认真的。她和她的行星防卫者团队特地研讨如何偏转像贝努（Bennu）这样会对地球构成要挟的小行星。 贝努是一颗古老的小行星，其质量超越780亿公斤，目前正在绕着太阳公转，并接近地球。固然要到2185年它才有1/2700的概率会撞上地球。
小行星贝努 图片来源：NASA/Goddard/University of Arizona 去年秋天，NASA从贝努采集了一份样本，这是NASA初次从穿行于太空中的小行星上采集样本。这些样品一旦送回地球，将有助于像豪利这样的物理学家完成其十分重要的工作——确保贝努（以及相似的天体）不会撞击地球。 固然有解救地球上的生命的相同目的，但与电影相比，理想中这种工作愈加复杂，且没有那么风险。 就动机而言，贝努比任何古老的岩石都更具吸收力。关于这颗小行星，我们曾经了解到的以及希望了解到的，不只能够解救地球，还有助于改动我们对小行星（以至生命）的认知。 小行星贝努 吃瓜大众总是把贝努看作是飞越太空的导弹，但它自身才是真正有价值有意义的。（吃瓜大众：） 贝努比地球古老得多。它发现于1999年，大约有45亿年的历史，并且据信它在太阳系降生前1000万年就曾经构成了。这使得贝努关于那些想要拼凑出我们世界演化的模型的科学家来说，是极具吸收力的。 NASA的小行星探测器奥西里斯王号(OSIRIS-Rex，来源-光谱-资源-保险-风化层探测器）于2020年10月从这颗小行星采集了一份样品，并将在三年内带着这份可贵的货物返回。科学家希望经过贝努的这些小碎片弄明白地球生命的来源、指出我们能否能够在小行星上开采稀有元素以及贝努能否含有水。
OSIRIS-Rex的艺术想象图 图片来源：NASA/Goddard/University of Arizona 假如小行星上的确含有水，那么我们将更容易想象人类在远离地球的中央生活。来自NASA探测器拍摄的照片还捕获了微粒从贝努飞出的现象，这阐明贝努是一颗生动的小行星，这是相当稀有的。 简单地说，贝努将辅佐我们加深对小行星的了解，以至可能是我们对自己的了解。当然，和帝国大厦一样高的它也有一个轨道，由于太靠近地球而令人不安。 尽我们所能去研讨它，但是假如它太近了，又要如何应对要挟呢？那就是豪利的工作范畴了。 行星护卫队 假如这是电影，豪利和她的团队作为担任解救地球的一群人，将出往常海报中。出生于奥克兰的豪利不时坚持着童年时期对星空的热情，从社区大学到加州大学伯克利分校再到加州大学圣克鲁兹分校，她成为家庭中第一个取得博士学位的人，但她并没有随时等候着跳槽。 由于没有这个必要，她阻止小行星消灭地球的武器库包含物理和数学。 “NASA的任务是寻觅一切一千米大小以及更大的小行星，90％以上靠近地球轨道的天体中的任何一个都可能有潜在的风险，”豪利说。豪利以为 “近”是距离地球不到1.6亿千米。任何进入这个距离之内且大小等于或大于半个橄榄球场的小行星都有潜在的风险。 事实上，本世纪还没有任何一颗契合豪利认定规范的小行星——以至贝努也不是。假如它的确要撞击地球，最早也要等到2175年。但这并不意味着豪利和她的团队不会坚持准备并进步我们对小行星的响应才干。 要记住的是，你在电影中看到的小行星纯属虚拟。 与电影中驱除得克萨斯州大小的小行星的布鲁斯 ·威利斯不同，豪利更关怀较小的天体，它们更难发现和追踪，固然它们不会消灭整个世界，但仍可能构成严重的破坏。 这些小行星会损伤城市，由于它们较小巧，因而很难观测到。当然它们对地球是没有要挟。 豪利说：“往常没有任何小行星处于我们的关注当中。” 豪利搜集像贝努这样的小行星的相关轨道数据，据此推断未来的小行星并制定缓解战略，以防构成损伤。 复仇者，汇合 和电影一样，避免小行星撞击地球是一个团队的共同努力。劳伦斯利物莫国度实验室特地研讨偏转弛缓解战略。NASA则思索如何扩展小行星的侦测范围，以及必要时如何登陆这些小行星。他们的团队与来自世界各地的团队每年聚一次会，以讨论和模仿小行星管理战略。 例如，小行星贝努在2185年有1/2700的概率会撞击地球。 “这听起来很吓人，”豪利说。“但是，这种可能性会不时变更。1/2700的概率是由于我们真的不知道贝努2135年的精确轨道是什么样的。” “当我们知道越多，概率就会变得越精确。” 豪利猜测，发作碰撞的可能性会比较小。 “我们为贝努制定了缓解战略，”豪利弥补说，“例如，我们曾经展示出了获取更多信息的才干——发射奥西里斯王号探测器 (OSIRIS-Rex，来源-光谱-资源-保险-风化层探测器）。” 我们有贝努相关的数据，并且我们能预测它从往常起100多年后的位置，豪利晚上能够轻松入睡了。管理和规划其他具有要挟的小行星的国际工作也是如此。 豪利说：“我倒是更担忧涂防晒霜。” 当你了解像贝努这样的小行星撞击地球的结果时，才会知道什么是消灭性的灾难。 豪利说：“假如贝努今天就要撞击地球，它将释放大约27亿吨级的能量——相当于超越一百万枚投放在广岛的原子弹，没有人想消受这种爆炸冲击。” 但是，我们对贝努的轨道中止了充沛的研讨，在不久的未来它不会构成要挟。 多亏了NASA的奥西里斯王号探测器（理想中的布鲁斯·威利斯），我们很快就会对贝努的成分和质量有更多的了解。假如我们解救地球的独一机遇是把一颗小行星炸成碎屑，那么此类信息关于我们推测炸碎后小行星的状态会大有辅佐。 深空爆炸 那么关于爆炸呢？最后一刻的英雄主义呢？ 在《世界末日》中，Dolly是上述得克萨斯州大小的小行星（“我们不知道有像得克萨斯州这样大小的小行星，”豪利指出），电影中的英雄们在距它撞击地球仅剩一个小时的时分仓促地阻止了它。 “因而，我们谈论的是将在一小时内撞击地球的直径抵达1200千米的天体。要把这个天体炸成大小相等的两个碎片，并朝相反的方向推进这两个碎片使它们错过地球（像电影中一样），所需的能量大约相当于太阳一天的能量总输出，” 豪利说。“显然我们没有那种才干。” 侥幸的是，假如我们能够提早看到它们的到来，则不需求那种才干。豪利和像她这样的团队部署的各种战略就是为了避免小行星与人类的“决斗“。 实践上是有可能运用爆炸来改动小行星运转方向的（好像《世界末日》），豪利说：“运用核装置不是不可能，实践上，把能量存积到小行星内部以将其推离地球是一种十分有效的措施。” 。 豪利正在努力于研讨的一种推进方式，称为HAMMER，即应急响应超高速小行星的缓解任务。 在这种状况下，爆破装置将是一个装有核弹的小型航天器，该装置会在小行星上或者左近引爆。这与地球上的爆炸大不相同——一切核能都将直接注入小行星，从而推离小行星。假如要派这种小型航天器到贝努执行这样的任务，它的前辈奥西里斯王号探测器（OSIRIS-Rex）功不可没，由于我们在实施这种战略之前需求了解小行星的成分组成。 “存积大量能量并以无法预测的方式破坏小行星不是我们想要的。我们想要的是确保我们掌控一切，”豪利说。
《天地大冲撞》剧照 1998年的电影《天地大冲撞》（Deep Impact）描画了这样的情节，固然打击招致小行星破碎成两部分，但这依旧很风险。 豪利和其他行星防卫者有着分明的判别，能够经过运用具有动力的撞击器来避免这样的问题，例如，一艘航天器，无核武器，它只是撞向小行星，然后将其推离原有轨道。 选择动力撞击器也避免了政治上的艰难，究竟要运用核武器就绕不开政治问题。而这正好是豪利和其他国际团队所思索的“偏航“方式。 她说：“固然能够向人们保障保险，但这依旧让人觉得不安。” 庆幸的是，持续不时的国际协作为外交方面奠定了基础。世界各地的团队站在科学和政治的角度，开会评价人们该如何应对来自小行星的要挟。如何与一位持狐疑态度的首领人物打交道？如何与忧虑的公众交流？在这些场景中要思索的东西不可谓未几。 豪利说：“我只是以为有一份计划是好的。” 当然了，我们无法为一切可能的事情制定好计划。一些较小的小行星很难被发现——例如2020 QG小行星从靠近太阳的一侧距地球10,000英里之内经过（假如距离太近的话，可能会在地球的大气中熄灭）。 又或者是2013年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的小行星，爆炸冲击波构成了约1,500人受伤。 NASA正在展开一个项目以进步我们发现小行星的才干，固然这些小行星对地球构成灾难性破坏的可能性极低。太空中移动的天体数不胜数，包含流星，卫星和太空碎片。当然，豪利计划中的低概率事情也可能具有很强的破坏性。 “我不时安慰我的朋友和家人，就像&apos哦，还有一个我以至不知道的。&apos 知道这些小行星不时在穿行的觉得很好，我们看到了很多。有时，直到它们靠近地球并经过时我们才发现。这都很常见，由于这些昏暗的小行星很难观测到。因而，具有敏锐的探察力总是好事。” 除了为简直不会发作的状况做准备以外，豪利及其团队的工作还有其他益处。他们的研讨有助于我们加深对小行星以外的事物的认识，好比地球生命的来源。 “一切的这些信息仅对基础性科学有用，那些我们没有思索到的其他想法可能超出了人们思索的范围内。” 例如，未来某一天，小行星有可能成为人类在其他星球上生存的垫脚石。依据目前正在展开的工作，到小行星上采集物料也是一种可能。 豪利说：“当今的科学家总是受益于在他们之前完成了的科学研讨，一切的这一切将造福下一代。” 因而，固然豪利会时不时地从担忧最新的小行星成为头条新闻的朋友和家人那里收到短信，但重要的是记住不用恐慌。走进来享用这个美好的世界吧！将恐惧的东西通通留给电影。 义务编辑：邱煜欣 牧夫新媒体编辑部 『天文湿刻』 牧夫出品
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