为小行星重设方向
来源:科普时报 2022-10-19

当地时间9月26日,美国航天局用无人飞船撞击一颗近地小行星,媒体把这次行动称为人类第一次防御小行星的实验。其实,小行星防御属于一个更宏伟的技术构想,称作“小行星重定向”。一旦完成,人类不仅能推开小行星,更能拉过来小行星。

2010年,美国航天局就制定过“小行星重定向”计划。先从十几万颗近地小行星中选好目标,直径数米,质量不到500吨。然后派无人飞船靠上去抓捕,改变其轨道,移动至月球轨道,最后派宇航员登陆。

如果两艘飞船对接,双方会主动靠拢。即便用飞船维修失灵的卫星,目标也是外形规整的人造物体。但是,小行星不仅不合作,而且飞行轨道、形体都很复杂。要想飞到小行星旁边,把速度和方向调整到伴飞状态,机动性要求极高。“嫦娥二号”近距离观测直径只有4公里的图塔蒂斯小行星时,飞船则以每秒10.2公里的速度掠过,可谓转瞬即逝。

接近小行星困难,抓捕更困难,要靠飞船自己调整速度和位置。小行星上几乎零重力,在表面稍一用力就会弹开。除了公转,小行星还在自转,对接后,弄不好还会把飞船甩开或者缠住。至于改变轨道,难度更是史无前例。

虽然如此困难,但相对于从地球送物资上太空,拖小行星要经济得多。“小行星重定位”计划要把500吨天体拖入月球轨道,成本24亿美元。国际空间站目前总重420吨,人类花1600亿美元和二十多年时间,才把这么多物质送到400公里近地轨道。两相比较,就知道拖拽小行星似难实易。

2017年,美国政府终结了“小行星重定位计划”。现在,这个计划看来正以较小的规模回归。撞击当然比拖行要简单,不过,人类总算改变了一颗天体的轨道。然而,为什么要重新给小行星定向?仅仅为了炫技吗?

天文学家早就知道地球周围存在着近地小行星,也就是自身轨道与地球公转轨道交叉的小行星。但它们体量太小,限于技术条件,直到1989年,天文学家才观察到第一颗。所以,早期科幻作品描写人类移民太空,目标不是月球就是火星,几乎没人提到近地小行星。其实,它们才是人类移民太空的首站。

到现在为止,天文学家发现了16万颗近地小行星。大的有公里级别,小的只是一块大石头,全堆在一起相当于喜马拉雅山脉。这个体积,从天文学角度,不值一提。但如果把它们当成航天资源替代品,价值立刻大得无以复加。

有些近地小行星以金属材质为主,例如编号为“2011 UW-158”的小行星,含有1亿吨铂,离地球最近只有240万公里。人类已经完成的几次小行星探测,汇合点都比这儿远得多。拖过来,能满足太空工业很长时间的原料需求。

 水是人类生存必需品。小行星贝努直径500米,每6年接近1次地球。科学家在上面已经发现水的痕迹,它们封固在岩石里。小行星没有空气对流,表面吸收的热量很快辐射到太空。如果在阳光照不到的内部有冰存在,就会保存亿万年。

一颗贝努级的小行星,内部的冰只有几百吨,全都融化装不满一个游泳池。反过来想,把一游泳池的水送到太空,人类需要花多少钱?

如果让人类从地面向太空发射长几百米、重几百万吨的太空站,100年内恐怕办不到。要找到这么大一颗近地小行星,改变其轨道,让它自己飞到地球附近,再从里面挖出使用空间,却很有可能在本世纪内实现。

国际空间站累计耗资1600亿美元,才创造出916立方米空间。把这笔钱换算成黄金,要填满145立方米,1立方米黄金差不多在太空中造6立方米使用空间。有这笔钱,完全能把一颗近地小行星定向在近地轨道,从里面掏出多得多的空间。

以人类考察过的小行星为例,“阿波菲斯”长350米,相当于航母。日本“隼鸟号”探测过的“系川号”小行星,尺度超过成都新世纪环球中心。“嫦娥二号”探测的图塔蒂斯小行星,长4.46公里,宽2.4公里,足够改造为太空城!

小行星飞得太近,对地球当然有威胁,但这也让它们更容易被捕捉。近地小行星究竟是威胁还是资源,全看人类掌握的技术到什么水平。在普通人还念念不忘防止小行星撞地球时,科学家已经在思考如何给月球增加一个小伙伴。

(作者系中国作协科幻文学委员会委员、科幻作家、中国未来研究会常务理事)



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郑 军
中国未来研究会常务理事
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郑军,科幻作家,中国作协科幻文学委员会委员,中国未来研究会常务理事,北京正负极文化传媒有限公司创始人。
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