避免人类重蹈恐龙的覆辙 NASA的PI行星防御系统

一颗小行星结束了恐龙时代。

如果？

幸运的是，行星防御是一些科学家和工程师的首要任务。其中一位科学家是加州大学圣巴巴拉分校的 菲利普·鲁宾Philip Lubin 教授。

他正在开发他名为 PI-Terminal Defense for Humanity 的系统。 PI 代表 Pulverize It，Lubin 认为将意外来客粉碎成小块是我们在短时间内响应保护自己免受小行星伤害的最佳选择。

鲁宾在2021 年行星防御会议上提出了他的 PI 行星防御理念。他的想法现在是 NASA 创新先进概念 (NIAC) 计划的第一阶段获奖者。 NIAC 旨在促进和支持可以改变未来 NASA 任务的有远见的想法。

NASA 运营着行星防御协调办公室 (PDCO)，而 鲁宾的 PI 行星防御理念符合该办公室的职责。

小行星撞击的威胁是真实的。毁灭恐龙的巨大的小行星也会毁灭我们。我们面临着更多的小威胁，比如通古斯事件和车里雅宾斯克流星，但我们能指望运气吗？那是不明智的。

菲利普·鲁宾在 2021 年表示：“到目前为止，人类已经幸免于恐龙所遭受的大规模灾难，但从长远来看，指望‘幸运’是个糟糕的策略。”

NASA 正忙于寻找和编目对地球构成威胁的小行星。但这只是第一步。我们必须找到保护地球免受灾难性影响的方法。

围绕减轻小行星撞击的许多想法都集中在较长的应对时间上。如果我们提前数月或数年知道小行星何时会撞击地球，我们可以发出动能撞击器来改变小行星的方向。如果有足够的前置时间，即使是小型动能撞击器也可以将大型小行星重定向到远离我们的地方。

但是如果时间很短呢？如果我们发现得太晚了怎么办？如果我们发射了一个动能撞击器，但它以某种方式错过或失败了怎么办？这就是 Lubin 的想法可以发挥作用的地方。

PI的主要思想是将小行星粉碎成更小的碎片，然后在地球大气层中燃烧。

鲁宾在 2022 年 2 月 18 日为 NIAC 撰写的文章中写道：

“在短截距场景中，最大直径约 10 米的小行星碎片进入地球大气层‘收集站’，碎片在大气中燃烧或空气爆炸，主通道能量有空间和时间消去冲击波。”

PI 的想法是设计一种不仅具有动力而且具有爆炸性的冲击器。撞击装置将配备穿透杆以刺穿小行星。炸药会填满一些棒，由此产生的爆炸会将火流星粉碎成更小的块，直径为 15 m 或更小。

这些碎片会形成一团碎片。根据火流星的大小、装置的大小以及引爆时与地球的距离，一些碎片可能会撞击地球。但其中大部分将与地球大气摩擦而被焚化。

“该方法的有效性取决于拦截小行星的时间和大小，但可以有效防御直径为数百米的小行星，并且几乎可以消除由这些威胁造成的大规模毁灭性威胁。”

根据鲁宾的说法，PI System 可以设置在地球轨道上，甚至可以建在月球基地上。

“与其他减少威胁的方案相比，这种方法代表了一种极具成本效益、可测试和可部署的方法，具有开发和测试的逻辑路线图。将系统预先部署到轨道或月球基地可以快速响应，不到一天的时间。这种方法的巨大优势在于，它可以在预警时间短的情况下进行终端防御，并在轨道偏转不可行的情况下减轻目标距离，即使仅剩几个小时，在月球附近进行拦截也是可行的。”

月球有几个固有的优势。一方面，它没有大气层，因此作为观测地球附近小行星环境的基地，它将允许对进入的小行星进行“远程光学/近红外激光雷达探测”。月球的逃逸速度也比地球低，这使得发射更容易且成本更低。

另外，从地球发射大型爆炸性撞击器变得越来越可行。SpaceX 的 Falcon Heavy、NASA 的太空发射系统等重型运载火箭正预示着强大火箭技术的新时代。

PI 系统只需要在撞击窗口前五个小时发射就可以摧毁通古斯大事件中的小行星。后者的直径可能约为 50 米，并以约 10 兆吨的当量爆炸。它击倒了西伯利亚偏远地区的数百万棵树。如果一个这么大的物体在我们的一个城市上空爆炸，那将是毁灭性的。

车里雅宾斯克流星将震碎了窗户并造成人员受伤，但其直径只有约 20 米。

当涉及到像 Apophis 这样的大型小行星时，系统也能应对。Apophis 将于 2029 年经过地球附近，但不会影响地球。然而，如果它在 2029 年飞越期间通过所谓的“引力钥匙孔”，它可能会被轻推到足以在随后的回归轨道中撞上地球的位置。

Apophis直径约370米，当量约4千兆吨。 鲁宾说，他的 PI 系统可以在撞击拦截前 10 天成功摧毁 Apophis 大小的小行星。

美国宇航局于 2021 年 11 月启动了双小行星重定向测试任务。DART 正前往 Didymos 的双小行星系统及其较小的伴星 Dimorphos，该系统围绕 Didymos 运行。

Dimorphos 不在通往地球的轨道上。 DART 纯属测试任务，撞击 Dimorphos 会导致双小行星系统的轨迹发生轻微变化。 NASA 将在撞击后监控系统，以查看任务是否成功。

但是我们没有理由不能同时开发多个小行星防御系统。这可能是最谨慎的方式。

开发另一个可以快速启动并在短时间内使用的系统对人类来说是明智的。然后我们就可以仰望天空，好好放松一下。

https://www.sciencealert.com/a-system-for-pulverizing-asteroids-could-save-our-planet-on-short-notice