中国力推小行星防御计划

本报记者 马 俊 邓孝慈 本报特约记者 晨 阳

小行星撞击地球概念图

新加坡《联合早报》7日报道称，中国正在规划通过撞击改变小行星轨道，验证防御地球可行性。从科幻小说到灾难电影，“小行星撞击地球”向来是热门题材，但在现实世界中，到底该如何应对小行星威胁，仍需要科学家一步步展开验证。

中国版地球防御计划什么样
“伴飞+撞击+伴飞”
据报道，在近日召开的第三届深空探测天都国际会议上，中国探月工程总设计师吴伟仁介绍称，中国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务，验证小行星防御方案可行性。

吴伟仁介绍说，这项任务拟采用“伴飞+撞击+伴飞”的任务模式，发射观测器和撞击器。观测器先期抵达对目标小行星进行抵近观测，获取其详细特性参数，然后撞击器对小行星实施高速撞击。撞击全过程将通过天地联合方式，采用近距离高速成像等技术，开展小行星轨道、形貌和溅射物变化观测，准确评估撞击效果。

具体来说，就是在距地球1000万公里左右的地方，对迎面而来的小天体发射动能撞击器，交会后争取能够产生极大的动能从而改变小天体的轨道。目前计划能够改变3到5厘米的轨道，让小行星至少几十年到100年之内不能够再撞击到地球。

报道称，小行星探测、防御和资源开发对于全人类具有深远战略意义，也是国际社会的广泛共识。中国将向全球伙伴发出合作倡议，在地面联合监测、联合研制与载荷搭载、数据与成果共享等方面开展积极合作。吴伟仁说：“如果全球共享数据，共同掌握科学成果，最后我们可能得出来更加精确的结论和科学的认知，对整个人类都是有好处的。”

小行星撞击试验难在哪里
全国空间探测技术首席科学传播专家、航天专家庞之浩告诉《环球时报》记者，小行星撞击试验的核心难点集中在“精准”和“未知”两大层面。

首先是“瞄准难”。小行星撞击试验就像在上千万公里外“打苍蝇”，而且小行星与地球两者都在高速运动（目标小行星速度可达每秒数公里）。试验航天器需要在太空中飞行数月甚至数年，期间还要不断修正轨道，最终精准撞上直径仅几百米的小行星，误差必须控制在几十米内，难度远超地球上的远程射击。

其次是“效果预测难”，不知道小行星“有多硬”。人类对小行星的内部结构几乎是“盲猜”，它可能是实心岩石，也可能是松散的“碎石堆”（由无数小石块和尘埃黏合而成）。如果是前者，撞击可能像“鸡蛋碰石头”，只能轻微改变其轨道；如果是后者，撞击力可能被分散，甚至让小行星碎裂成多块，反而增加风险。试验前无法100%确定目标的“硬度”，导致轨道偏转效果难以精准预测。

最后是“观测难”，需要隔着遥远距离“看结果”。探测器撞击小行星后，科学家需要判断小行星的轨道是否真的改变了，以及改变了多少。但由于距离太远，只能依靠地面望远镜或伴飞探测器拍摄的图像来分析，数据传输存在延迟，且可能受宇宙环境干扰，要准确计算出轨道偏转量（比如是否达到预期的毫米级每秒速度变化），需要大量时间和复杂运算。

中国提出近地小行星探测防御体系战略构想
近年来，中国国家航天局相继启动了近地小行星探测计划和小行星防御等工程论证和实施。中国国家航天局于2006年启动“近地天体探测计划”。2021年，启动小行星防御工程论证，同年在《中国的航天》白皮书明确提出“论证建设近地小天体防御系统”。2025年5月29日，天问二号探测器成功发射，目标是对近地小行星2016HO3进行采样返回，其后对主带彗星311P开展伴飞探测。

目前中国科学家已从监测预警、在轨处置、体系应对等方面，提出了建设相对完善的近地小行星探测防御体系战略构想。首先是构建精准预警、常态运行的天地一体化协同监测预警体系。形成多口径搭配、多功能结合、高效协同的地基监测网，满足日常编目、威胁预警、短临预报等任务场景需求。构建小行星探测与防御综合服务系统，具备数据汇集、编目更新、风险研判等能力，实现小行星探测与防御业务化运行。

例如在地面监测预警方面，中国形成了常态化巡天能力，目前已建成紫金山天文台1米专用望远镜、冷湖2.5米大视场巡天望远镜、兴隆2.16米、丽江2.4米和1.8米望远镜；“中国复眼”规划建设25部30米孔径雷达，建成后将具备对千万公里外小行星的探测与高精度成像能力。初步形成多口径搭配、多功能结合、高效协同的地基监测网。

其次，在轨处置方面，中国将形成“动能撞击为主、多技术互补”的处置能力。研制多种手段的处置航天器和在轨评估航天器，建立近地小行星防御任务库；针对不同尺寸小行星撞击风险，提前制定处置方案，实现“发现即有预案、风险即能应对”。撞击前后，国际上具有观测能力的国家或组织还可以进行观测，提升小行星定轨精度与观测效果，共同探索建立国际监测联动机制。
为何要关注小行星
除了中国之外，美国、欧洲、日本等都已经开展了各自的小行星探测和防御计划。为何小行星会受到全球航天界的高度关注呢？

据介绍，首先在于近地小行星对地球的直接威胁。联合国大会在2024年宣布2029年为“认识小行星和行星防御国际年”。根据联合国网站的介绍，所谓近地天体是指轨道距太阳小于1.3个天文单位（约1.95亿公里）的小行星和彗星。其中距地球轨道小于0.05个天文单位（约750万公里）、直径超过140米的近地天体可能对地球构成灾难性威胁，小行星撞击被列为威胁人类生存的二十大灾难之首。

　　据美国国家航空航天局（NASA）近地天体研究中心数据，目前已发现逾3.6万颗近地小行星。2013年2月15日，一颗“超级火流星”以每秒18.6公里的速度进入大气层，随后在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸。据NASA估计，该小行星的有效直径约18米，质量约1.1万吨。这次撞击的总能量相当于44万吨TNT炸药爆炸，它也被认为是自1908年俄罗斯西伯利亚通古斯大爆炸以来释放能量最多的小行星撞击事件。

　　其次，太阳系有超过数十亿颗小行星，它们是太阳系形成与演化的“活化石”，通过熔解、分化和火山活动留下了印记，而这些印记对于理解巨型行星的形成过程至关重要。一些含有有机化合物的小行星可能为早期地球带来了生命所需的原料，对研究地球生命起源具有重要意义。

此外，小行星富含铁、镍、铂族金属以及水冰等资源，具有重要的经济价值。小行星资源开发利用包括对小行星矿物、水冰等资源的探测、开采、加工、运输及利用等活动，包括勘察与评估、开采与加工、运输与利用等主要环节，这不仅是深空探测的重要方向，更是未来太空经济和地外资源补给的核心支撑。
国外小行星撞击计划
近地小行星防御是全人类共同的事业，国际社会普遍高度重视。2009年起，联合国外空委定期举办国际行星防御大会，2014年联合国外空委框架下正式成立“国际小行星预警网（IWAN）”和“空间任务规划咨询小组”，成为小行星防御领域两个主要的国际组织。中国已于2018年加入“空间任务规划咨询小组”，并积极参加IWAN会议等相关活动。

自上世纪90年代开始，美国、日本、欧空局开展了10余次小行星探测、防御与资源勘察任务，取得了一系列重大科学发现，并证明动能撞击技术可有效改变小行星轨道。

例如日本在2003年发射的“隼鸟1”号探测器首次实现小行星采样返回。2014年发射的“隼鸟2”号探测器更是取得了历史性成功，实现了多次小行星着陆、撞击采样，取回的约5.4克小行星表面和地下样本发现氨基酸、液态水、多种有机化合物，揭示了太阳系早期信息和生命起源的线索。

NASA在2022年9月成功实施“双小行星重定向测试”（DART）任务。该任务是利用航天器撞击将一颗距离地球约1140万公里的小行星推离轨道，验证通过动能撞击的方式偏转近地小行星的可行性。接受NASA航天器撞击的小行星“迪莫弗斯”直径约160米，大小与埃及金字塔大致相当，它绕着直径780米的另一颗小行星“迪迪莫斯”运行，两者不会对地球构成任何威胁。

在此背景下，欧航局的“赫拉”航天器于2024年10月7日发射升空，目的在于“回访”被撞击过的小行星“迪莫弗斯”并进行深度探测，观测撞击坑并测量小行星的质量等，从而将动能撞击行星防御方案完善为可重复使用的技术，并增进人类对小行星以及太阳系形成和演化过程的了解。

此外NASA还探讨过其他类型的小行星防御设想。美国“太空”网站介绍称，其中所谓的“引力牵引器”是一种在小行星附近徘徊的重型航天器，凭借巨大质量带来的引力实现对小行星的拖拽，使其偏离原定轨道。NASA行星防御协调办公室负责人约翰逊表示：“如果航天器能从小行星表面收集巨石等重物加强引力作用，这种方法就可以实现。”另一种方案是科幻电影里经常描写的用核装置引爆的冲击使近地小行星转向，或将其炸成不会威胁地球安全的碎片。