小行星撞击地球是迟早的事,科学家准备了多种防御方案,但技术和政治协调仍是巨大挑战。

2026年某天,一颗直径约1.5米的流星体以时速约6.8万公里进入美国马萨诸塞州上空大气层,解体时释放出相当于230到300吨TNT炸药的能量,碎片可能落入了科德角湾。就在几周前,一颗直径约15到35米的小行星"2026 JH2"以"区区"9万公里的距离掠过地球。如果它撞上地面,足以摧毁一座大型城市。

斯蒂芬·霍金将宇宙撞击视为人类面临的最大威胁之一。问题不是"会不会被撞",而是"什么时候被撞"。好消息是,天文学家目前没有发现直径超过约1公里、且位于撞击轨道上的近地天体。但坏消息是,一颗大型彗星可能只提前几年才被发现。更现实的目标是中等尺寸天体:直径100米到800米的岩石,撞击地球可能造成数千万人死亡。一颗直径约370米的小行星大约每10万年撞击地球一次。

荷兰天体物理学家Piet Hut在1998年电影《天地大冲撞》和《世界末日》上映后组织了偏转研讨会,并于2002年与两位前宇航员共同创立了B612基金会。其"哨兵"卫星计划因资金短缺而取消,但基金会仍在持续倡导。如今,NASA设有行星防御协调办公室,欧洲空间局资助了NEOShield研究项目,联合国也设立了国际小行星预警网络和空间任务规划咨询小组。

至于防御手段,科幻电影中最常见的核弹方案,在《世界末日》中由布鲁斯·威利斯演绎,实际上效果堪忧。哪怕是核武器先驱爱德华·泰勒早年的分析也指出,炸碎的碎片仍将飞向地球,造成多次撞击。动能撞击才是经受住检验的方法:只要提前足够早知道,每秒仅几微米的微小速度改变就足以避免灾难。2022年9月,NASA的DART任务成功撞击了直径约160米的小行星Dimorphos,切实改变了其绕行轨道。

更大型的方案包括HAMMER,一个重达9吨、长9米的"巨型攻城锤"。如果提前十年预警,单台HAMMER可以偏转一颗直径约90米的目标;更大的威胁则需要多次撞击。其他方案也各有巧思:在小行星表面放置火箭发动机,利用原位资源提取氢和氧作为燃料;通过弹射小行星表面物质到太空来产生推力;利用卫星镜面聚焦阳光蒸发表面物质,产生类似火箭的推动效果;以及在目标旁边悬停一颗重型探测器,用持续数年到数十年的微推力"引力牵引"小行星偏离轨道。

然而最大障碍不在技术,而在政治。如果威胁落在达拉斯或成都,各国会合作吗?卡尔·萨根曾警告,偏转技术也可以武器化,"把陨石引向敌人"。行星防御可能演变成太空版冷战,甚至更糟。联合国特别委员会正在讨论这些问题,但共识遥遥无期。正如文章所警示的,真正的紧迫感可能只有等到威胁近在眼前才会出现,"希望那时不会太晚。"

本文译自 popsci,由 BALI 编辑发布。