一顆高樓大的小行星飛向地球

任德馨

據(jù)美國(guó)宇航局（NASA）消息稱(chēng)，一顆“具有潛在危險(xiǎn)性”的“土豆”——2011ES4號(hào)小行星于2020年9月2日飛過(guò)地球。

就在9月2日，這顆2011ES4號(hào)小行星到達(dá)地球軌道附近時(shí)，地球和它的護(hù)衛(wèi)——月球也剛好到達(dá)此處。地球、月球和小行星上演了一次驚險(xiǎn)的擦肩而過(guò)。這顆2011ES4號(hào)小行星，在北京時(shí)間9月2日凌晨1點(diǎn)左右，飛行到距離地球最近。這時(shí)，它和我們的距離不到地球與月球距離的三分之一。

三分之一是什么概念？地球和月球的平均距離是384，400公里，地球和太陽(yáng)的平均距離是149，597，870公里，而當(dāng)時(shí)2011ES4號(hào)小行星跟我們最近的時(shí)候距離只有126，000公里，足以見(jiàn)得這距離之近，并且是十年內(nèi)離地球最近。

那既然2011ES4號(hào)小行星距離地球如此之近，我們可以直接用肉眼觀察到它嗎？這顆小行星，直徑為22米至49米，約高樓一般大小，從地球上看它，和看13公里外的一粒芝麻的效果是一樣的。

為什么會(huì)有小行星撞向地球

要知道，宇宙中各個(gè)星體之間是通過(guò)萬(wàn)有引力相互作用的。地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)、月亮繞著地球轉(zhuǎn)，這都是因?yàn)槿f(wàn)有引力的存在。

當(dāng)然了，小行星也不是在到處亂跑，太陽(yáng)系中98.5%的小行星都在火星和木星軌道之間圍繞太陽(yáng)進(jìn)行公轉(zhuǎn)，形成了小行星帶。因?yàn)槟拘琴|(zhì)量太大，所以木星引力對(duì)這些小行星影響非常大。有一些小行星，有的軌道近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)都在地球軌道以?xún)?nèi)。還有一些小行星近地點(diǎn)在地球軌道以?xún)?nèi)，而遠(yuǎn)地點(diǎn)在地球軌道以外，所以這些小行星軌道就會(huì)和地球交叉，這一類(lèi)小行星叫做“阿波羅型”小行星。201 1ES4號(hào)小行星就是阿波羅型之一。

因?yàn)檫@些小行星質(zhì)量很小，所以在飛行過(guò)程中很可能會(huì)受到質(zhì)量很大的行星的引力作用，從而軌道發(fā)生變化。假如恰好小行星與地球同時(shí)運(yùn)行到軌道交又點(diǎn)，這時(shí)候小行星就會(huì)撞向地球。不過(guò)慶幸的是，2011ES4號(hào)小行星只是路過(guò)一下，就算它真的拐個(gè)彎撞向地球，也不用過(guò)于恐慌。因?yàn)樗馁|(zhì)量比較小，在進(jìn)入地球大氣層中就會(huì)被燒毀了，所以對(duì)我們的生活不會(huì)造成影響。

如何應(yīng)對(duì)“潛在危害”小行星

NASA將直徑大于100米且在地月距離19.5倍以?xún)?nèi)的小行星稱(chēng)為“潛在危險(xiǎn)小行星”。這些小行星可能會(huì)由于各種因素造成軌道的改變，從而撞向地球。要想應(yīng)對(duì)這些具有潛在危害性的小行星，就需要對(duì)這些小行星軌道進(jìn)行預(yù)報(bào)。不過(guò)，目前科學(xué)家已經(jīng)可以很好地對(duì)這些小行星軌道進(jìn)行追蹤了。比如這顆2011ES4號(hào)小行星是在2011年被發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)它只出現(xiàn)了4天就“失蹤”了。但科學(xué)家僅靠這4天的軌道信息，預(yù)測(cè)到這顆小行星到達(dá)地球附近的時(shí)間?？茖W(xué)家可以實(shí)現(xiàn)這么精確的預(yù)測(cè)，主要是因?yàn)楹棋男强栈究咳f(wàn)有引力運(yùn)行。但是，太陽(yáng)也會(huì)影響小行星的運(yùn)行。

盡管我們感受不到太陽(yáng)的變化，但是它是一個(gè)非?；钴S的恒星，每時(shí)每刻都向外拋射光子和粒子。太陽(yáng)光子（光子具有動(dòng)量）對(duì)小行星的光壓以及太陽(yáng)向外拋射的運(yùn)動(dòng)速度很快的粒子對(duì)小行星的作用，小行星受到的總的力會(huì)有微弱的變化，小行星自己攜帶的能量和質(zhì)量也會(huì)變化。這些變化在很長(zhǎng)時(shí)間的累計(jì)效應(yīng)下，也會(huì)造成小行星的軌道改變。

也正因如此，科學(xué)家們提出應(yīng)對(duì)“潛在危險(xiǎn)小行星”的辦法，同樣也是改變它們的軌道。

“以爆制爆”法：直接用幾艘飛船沖向小行星，先改變它的軌道;或是在這些小行星上進(jìn)行核爆，核爆產(chǎn)生的能量會(huì)改變小行星的軌道。

“滴水穿石”法：利用激光燒蝕技術(shù)，使固體巖石成為氣體;或在小行星的某一部分表面涂上強(qiáng)反射性材料，利用光壓影響小行星軌道。

當(dāng)然，除此之外，還有很多其他的方法值得探索。不過(guò)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，科學(xué)家還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)來(lái)自太空的致命威脅。

人類(lèi)能捕獲小行星進(jìn)行研究、利用嗎

首先，一種可能是小行星直接被地球引力捕獲。事實(shí)上，科學(xué)家以前發(fā)現(xiàn)過(guò)存在直徑幾公里的小行星被地球引力場(chǎng)短暫捕獲。而這些被地球引力捕獲的小行星軌道出現(xiàn)非常不規(guī)則的變化，當(dāng)它運(yùn)行到與月亮軌道重合時(shí)，就會(huì)受月亮引力影響重回外太空。即使這樣，進(jìn)入地球引力場(chǎng)并被捕獲的小行星需要具備一系列嚴(yán)苛的條件。而這顆2011ES4號(hào)小行星，地球引力還不足夠直接捕獲它。

還有就是人為干預(yù)。2015年，NASA公布了一項(xiàng)捕獲小行星行動(dòng)的方案。這個(gè)方案計(jì)劃發(fā)射一個(gè)“小行星捕捉艙”，這個(gè)捕捉艙花一兩年時(shí)間靠近目標(biāo)小行星，釋放出一個(gè)十幾米長(zhǎng)的大袋子，把小行星裝起來(lái);然后，通過(guò)利用太陽(yáng)能量，耗時(shí)兩年多讓“小行星捕捉艙”慢速飛行到近月軌道。這樣就可以對(duì)這顆小衛(wèi)星進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)了。

（選自2020年9月1日“科普中國(guó)”公眾號(hào)，本刊有刪改）