近日,我国公开了要开展小行星动能撞击实验的计划,大众第一反应是这项计划如同科幻电影中的情节,竟然要在千万公里之外精准的撞击一颗直径仅有几十米的小行星。
历史上小行星给地球带来了灭顶的灾难,6500 万年前行星撞击地球引发了全球环境的剧烈变化,导致恐龙的灭绝,这是真实发生过的灾难。
而距离更近的一次小行星撞击事件发生在俄罗斯地区,当时一枚直径仅为 18 米的小行星在 30 公里的高空爆炸释放出巨大的能量,造成了 1000 多人受伤。这次撞击发生在地广人稀的区域,若换成人口密集的地方,后果则不堪设想。
目前,天文学家已经发现了数万颗近地小行星,其中 2200 多颗已经被划定为具有潜在危险的天体。它们一旦撞击地球,轻则摧毁一座城市,重则引发大面积的灾难。
科学家们曾经研究过多种方法,比如说用核弹引爆、用航天器牵引或者用激光灼烧,但这些技术存在风险过高或者技术不成熟的问题,目前无法应用。
就目前而言,在众多方案中,动能撞击行星是技术比较成熟、可行性高的选择。动能撞击的原理比较简单,就是让航天器以高速撞击小行星,利用冲击力改变行星的运行轨道,不会发生大型爆破,安全性也更有保障。
然而,此次任务的难度大得超乎想象,中国计划准备在 1000 万公里之外撞击一颗直径仅 50 至 100 米的小行星,最终让这颗小行星偏离轨道 3 公分。
此项计划最大的难点,是如何在千万公里之外精准的找到目标并实现撞击。航天器从地球发射之后,需要飞行较长的时间才能抵达小行星附近。在这航行之中,航天器或许会受到太阳、地球、小行星等多个天体的引力影响。若轨道稍有偏差,最终可能与目标相差甚远。
同时,太空环境中信号传输存在明显的延迟,地面无法对航天器进行实时的控制,这就要求航天器具备识别能力,以跟踪小行星的运行轨迹,并根据实际的情况随时调整轨道,保证能够准时与目标相遇。
再者,如何精准的撞击如此微小的目标,是航天器面临的又一难题。小行星并非静止不动,它绕着太阳公转,或者存在不规则的自转,这就无法精确的瞄准目标。
我国的航天器在接近小行星时,需要释放出一个撞击器,此撞击器速度飞快,相当于民航客机速度的 20 倍,需以每秒 6.5 公里的速度撞向目标,一旦撞击点测算出现了分毫偏差,整个计划就会功亏一篑。因此,这就要求科学家们对小行星的运行轨迹进行细致地观测,精确地计算出最佳的撞击点。
其实,中国是第二个开展此计划的国家,美国就曾在 2022 年就开展过类似的任务,当时也成功的改变了小行星的轨道。但是中国此次并非完全复制美国的做法,而是在美国的基础上进行了诸多的升级和优化。
美国执行的DART任务,撞击的是迪蒂莫斯双小行星系统,他们根据两颗行星运行轨迹地变化,来判断撞击实验的效果。
然而,中国选择撞击的是一颗单独的近地小行星,这种类型其实更贴近真正对地球有威胁的行星类型,中国会测量它绕太阳转的轨道变化,拿到的数据跟实际防御场景更贴合,参考价值更大。
美国在撞击小行星后,主要靠地面的望远镜和伴飞的小立方星来收集数据,能观测到的细节和角度都有限。
中国则是使用“伴飞+撞击+伴飞”的模式,航天器先凑近观察小行星的形状和轨迹,摸清情况,撞击之后,母船会退到安全距离,用自带的高清相机、雷达设备,近距离观察,不论是撞击瞬间的情况,还是飞出来的碎片,都能拍得更细、记录得更全。
另外,美国DART任务主要是想证明动能撞击技术可行性,成为第一个吃螃蟹的国家。但中国的任务难度更高,得在差不多1000万公里外找准目标,这对运算轨道、选撞击点的精度要求特别高。
中国不只是想验证技术是否可行,更想确保效果够实用,目标是让这颗小行星至少100年内不会威胁地球,考虑得更长远些。
或许有人会疑惑,中国耗费如此大的人力、物力、财力来开展这项计划,难道只是为了防范小行星撞击吗?事实上,这项计划的价值远不止于此。
小行星撞击地球,任何国家都无法独善其身,这关乎全人类的命运。我国在计划之初就表示,任务完成后所获取的有价值的数据和研究成果,将会与全球的科学界共享。在对抗外星威胁上,我国主动挑起了大梁。
近年来美国成立了太空军,俄罗斯也组建了空天军,中国也于去年成立了军事航天部队,各国都在加快节奏推进太空军事化。
此次撞击小行星任务中,会运用到极其高精尖的技术,如航天器在冲刺阶段要具备自主决策与轨迹调整的能力,还要对小行星的轨道进行高精度的测算,另外对导航方面也提出了极高的要求。若这些技术都运用到军事研发阶段,将会对提升军事实力产生重大的推动作用。
中国反导系统所应对的高速飞行目标与小行星同属于高速移动目标,中国若能够实现对小行星轨道的精准测算及航天器的精准撞击,那么这项技术如果运用到反导系统,可用于提前推算导弹的轨迹,提升拦截武器的能力。这在逻辑上是行得通的,而且实际应用的效果也非常值得期待。
中国不仅在军事上异军突起,未来还将在太空航天方面拔得头筹。中国主动担当扛起大国责任,更凭借扎实的技术和综合实力,以稳步实现在关键领域的领先目标。
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