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九方空包:7天前,我们曾离一次重大的地球危机如此之近

更新时间:2019/8/1 / 阅读次数:121

  九方空包 :来源:经纬创投(ID:matrixpartnerschina)


  7月25日,上周四,曾有一颗直径约为57米至130米的小行星,与地球“擦肩而过”,最近时距离地球只有73000千米,相当于五分之一的地月距离。在大多数人毫不知情的情况下,我们幸免于一次“地球末日危机”。


  直到飞临地球前一天,这颗小行星才被巴西SONEAR 天文台和美国宇航局发现,并被赋予代号“2019 OK”。


  以下这篇文章从几个角度分析了这次事件——这颗小行星是若何逃过科学家监测的?历史上发生过哪些行星撞地球?人类在监测撞地小行星上都有哪些办法?如果有一天小行星真的撞击地球了,怎么办?


  一直以来,行星撞击都被认为是地球的风险之一。面对行星的撞击,人类面前有两条路,一条是防御,一条是撤离。


  在银河系的历史中,人类存在的时间极短,不过刹那 。生命及伶俐这一珍贵的馈赠自出现起就不能保证永远存续。天文学家总喜欢说,小行星不过是大自然问候的方式,它在问,“你的太空计划怎么样了?”


  就在“2019 OK”与地球擦肩而过的同一天,有一家很值得骄傲的公司,也是经纬系公司,星际荣耀,成功发射了中国民营航天历史上首发入轨火箭,创下中国民营航天的多个“首次”。


  另外对照可喜的是,尽管大的航天局面出现僵化,NASA已经近50年没有进步了,自尤金·塞尔南成为1972年后唯一踏上月球的人类,NASA把人送上太空的距离再也没有超出我们所知的近地轨道。


  但在个人商业航空平台,出现了很多杰出的创业者,好比马斯克和贝索斯。他们在太空探索的节奏一个快一个慢,但他们都是对方最为值得尊敬的对手,互相追赶,彼此促进。


  正是因为越来越多民营商业的加入,人类对太空探索的脚步有可能将变得更快,这也有可能会让我们变得加倍安全。但我们还是回到撞击事件本身,以下,Enjoy:


  NEOWISE(近地天体广角红外巡天探测器)太空小行星探测望远镜的首席调查员Amy Mainzer表示,“我们没探测到这个小行星,是因为我们不会探测大多数这个尺寸范围内的小行星。


  直径近百米的行星撞击地球,听起来可能是件很大的事。但在天文尺度上,其实非常小,而且难以观测。


  美国国会一直在敦促美国宇航局(NASA)探测和追踪可能威胁地球的小行星。1998 年,国会要求NASA 在 10 年内找到直径大于1000米的近地小行星。2005 年,国会将这一目标扩大到探测和追踪直径不小于 140 米的 90% 近地小行星


  “2019 OK”的直径是57米至130米,显然低于这一限制。


  事实上,没能监测到这颗小行星,以及美国国会给NASA提出的监测范围,很大程度上,跟基础设施有关。


  据美国国家科学院今年发布的一份报告显示,全球的小行星探测基础设施乃至无法实现直径 140 米小行星的探测目标。到目前为止,科学家们只知道 25000 颗小行星中,其中大约有 30% 到达了国会的要求。目前基础设施还远远不够。因此,


  Amy Mainzer说,如果不提高设备能力,未来几十年里,“2019 OK”这个大小范围内的大多数行星将无法探测。


  此外,即便这些小行星最终离地球足够近,使我们能够真正探测到它们,当它划过天空时,天文望远镜也一定要对准天空中的正确位置。


  根据NASA发布的关于“2019 OK”的报告,这是一颗阿波罗型小行星,它的运行轨道非常特别——它沿着一个独特的椭圆轨道快速运行,使它会被迅速的推进到金星和火星的轨道内,而在地球轨道滞留的时间极短,这也许是天文学家一直没有发现这颗小行星的原因之一。


  “当小行星‘2019 OK’靠近地球时,任何一个人都可以用普通的望远镜观察到它的光线缓缓划过天空。”澳大利亚莫纳什大学的天文学副教授迈克尔·布朗(Michael Brown)说。但是几天前,它的光线十分微弱,很难被发现。


  由于只有可见光的观测,我们只能打听到它的大小和组成等有限信息。也许曾经另有其余相似的小行星掠过地球,但我们没有看到。美国国家科学院的报告建议,专门为NEOWISE 寻找一个名为 NEOCam 的接替者,这将有助于实现这一探测目标。


  即使“2019 OK”这颗小行星目前没有对地球造成威胁,但历史上,小行星撞击地球的事例并不鲜见。


  最为大众所知的一次,发生在6500万年前,造成了恐龙灭尽。——一个直径约10公里的小天体撞击在墨西哥湾的一个半岛上,所有撞击物质气化后抛射在半空,整个太阳辐射大大减弱,据科学测算地球年均温度当时一下子降低18℃。


  那次撞击后,整个地球陷入黑暗,光合作用无法进行,植物大批死亡,引发地球上各种动物大量死亡,恐龙即是在这种恶劣环境中大批灭尽,而当时地球上大约70%的物种也一道消失。


  距离我们生活的时代最近且影响最大的一次发生在2013年,一颗小行星在俄罗斯车里雅宾斯克州距离地面十几千米的高度爆炸解体,冲击波的庞大能量导致超过1500人受伤,造成上千万美元的损失。


  据NASA估计,这颗行星要比”2019 OK“小得多,直径仅为20米左右,但它至少重7千吨,爆炸产生的冲击波比核爆还要强烈,在空中解体时放出的能量相当于30颗广岛原子弹。


  另外,曾宽泛引发人们关注的小行星2012DA14,在俄罗斯陨石事件发生不到24个小时,就从印尼上空飞过,高度预计在地球表面约2.7万千米,比很多同步轨道的气象和通讯卫星离地球都近。


  尽管这颗小行星在一年前就被发现存在隐患,但它快速飞临地球而我们不能做出任何规避动作的话,那人类就得吞下1000颗广岛原子弹的苦果。


  如上所述,车里雅宾斯克小行星和“2019 OK”却都逃过了科学家们的检测设备,让人们始料未及。


  而就在小行星“2019 OK”事件发生的几周前,有一个比“2019 OK”小得多、仅如汽车般大小的小行星撞击地球,随后在波多黎各以南200多千米的地方爆炸,形成了一个异常明亮的闪光标志。


  与“2019 OK”相似的是,直到发生撞击前的几个小时,科学家们才发现了这颗小行星。


  这引起了人们新一波的紧迫感——我们到底若何监测撞地小行星?


  其实,从1994年开始,人类就开始系统性地监测撞地小行星。


  1994年7月17日,人类首次目击了一起惨烈的太阳系天体撞击事件。苏梅克—列维九号彗星在经过木星时,被木星引力“撕裂”成了21块碎片,并以每秒近60公里的速度撞向木星,至今还能看到木星上鲜明的 “伤疤”。


  这一事件让人们清楚的意识到,天体碰撞并不是天方夜谈,而是会实实在在发生能手星身上的。


  随后,各航天大国都加大了能手星监测、防御技术研究等平台的投入,近地小行星监测预警提高到了前所未有的高度


  1995年,美国国通过法案,支持开展近地小行星的监测、预警和防卫研究事情,并且一直在敦促美国宇航局(NASA)探测和追踪可能威胁地球的小行星。为此,NASA派出了一组人员专门负责这一事项,并将其命名为行星防御协调办公室( Planetary Defense Coordination Office),这个称呼听起来像极了电影《奇爱博士》里边的东西,但它每年会发现并编号约1500枚近地物体,每一个都可能在撞击地球时带来庞大损失。


  行星防御协调办公室(PDCO)成立于2016年1月,负责监测、追踪存在于地球轨道内的小行星、彗星及其余天体(直径大于30-50米),并提出转移方案,向公众发布警告。PDCO可以与联邦紧急事务管理局(FEMA)、国防部和其余美国政府机构合作,提出应急计划。


  它的具体职责包括:


  • 对潜在危险天体(potentially hazardous objects, PHOs)进行早期监测:


  潜在危险天体是近地天体的一片面,一是其运行轨道与地球轨道距离最近在804万千米内,二是其直径超过30-50米便可以对地球造成重大破坏。


  PDCO的近地天体观察项目(Near-Earth Object (NEO) Observations Program)使用太空望远镜、红外勘测探测器寻找近地天体,确定其轨道及天体特性,并为了提高探测效果而研究新一代的望远镜,NASA预计于2021年开始采用近地天地照相机(Near Earth Object Camera)进行小行星监测。


  • 追踪、分析潜在危险天体的特点,发布潜在危险的警告:


  当近地天体对地球构成潜在重大威胁(未来五十年内,危险发生概率超过1%),辣么PDCO将为NASA筹办公告,发送至总统白宫办公室、国会及其余政府部分和机构。


  • 为减轻潜在危险天体的影响研究要领、技术;


  • 在应对真实威胁进行操练、订定计划时,带头协调美国政府机构:


  PDCO与其余政府机构合作,发展、完善国家近地天体筹办战略和行动计划。同时,为联邦紧急事务管理局(FEMA)提供小行星潜在影响的专业知识。两者相结合,以在应对不可避免的潜在危险天体影响时得到充分的筹办与及时的响应。


  欧洲空间局(ESA)则启动“太空态势感知”计划,行使20个成员国的地面雷达和光电设备监测有潜在威胁的小行星。


  目前,美国在亚利桑那州和夏威夷州,各设一部专用于寻找、观测近地小行星的天文望远镜,迄今已知的大片面近地小行星由它们发现。


  欧洲航天局已经在西班牙建成一部同样目的的天文望远镜,并筹办在智利和意大利西西里岛增设同类设备。


  我国的紫金山天文台也在江苏盱眙县建立起了近地天体观测基地,安装了1.2米施密特近地天体探测望远镜,并成功于2006年开始观测,发现了数颗近地小行星。


  但以上皆为地面望远镜,无法观测到太阳反面天体。不少天文学家因而呼吁建造太空望远镜。


  2013年,联合国外空委成立了“国际小行星预警网”(IAWN)和空间任务征询小组两个专门的国际组织,分别负责统筹监测预警和防御事情。


  此外,全世界的天文学家们也开展了一系列观测计划,以便发现所有这些可能接近地球的小行星,如“林肯近地小天体研究”计划、“空间监视”计划(Spacewatch)、“近地小行星追踪”计划(NEAT)、卡特林那巡天系统(CSS)、“CINEOS近地天体搜索”计划(CINEOS)、日本太空守卫协会(JSGA)的国际小行星监测计划等等。


  小行星撞地球了,怎么办? 


  有朝一日,万一某颗小行星毫无征兆的撞向地球,并且逃过了人类的监测,怎么办?


  这个问题一直是科学家们讨论的重点。每隔两年,科学家们就会召开“国际行星防御会议”。今年的会议于4月29日在美国马里兰大学科利奇帕克分校开幕,由美国国家航空航天局局长吉姆·布里登斯廷主理,与会代表来自中国、法国、德国、以色列、意大利、俄罗斯、美国等国。


  大会所讨论可能威胁地球安全的小行星指“近地小行星”,在环绕太阳轨道上运行,距离地球5000万千米以内。


  根据美国航天局2016年建立的行星防御协调处数据,每天都有新的近地小行星被发现,今年以来已经发现700多颗,总数超过2万颗。


  欧洲航天局说,迄今发现的近地小行星中,最“危险”的编号为2000SG344,直径达50米,100年内撞击地球的概率是2096分之一。


  与会天文学家艾伦·哈里斯说,根据推算,多数近地小行星体积很小,只有942颗直径超过1千米,但可能有“相当一片面‘大家伙’藏起来了……大概率躲在太阳反面”。


  这次大会希望模拟遭遇流星袭击时全球的协同反应机制:


  第一步是根据初步推算结果,使天文望远镜瞄准最具威胁性的天体,以便精确计较它的飞行速度和轨迹;


  第二步是拟定对应策略:是迫使来袭天体偏转方向,还是尽快疏散受威胁区域人群?


  假设“敌人”直径小于50米,目前科学界共识是以疏散人群为上。


  对付更大的天体,能否像一些科幻电影情节一样发射核武器击碎它?科学家们认为,这是下策,因为这样可能会产生体积较小,却依然危险的天体碎片。


  目前受到认可的方案是向目标天体发射某种装置迫使其偏移原有轨道,就像“宇宙碰碰车”。NASA计划,2022年以一个直径150米的真实天体为目标做这类“碰撞”测试。至于效果若何,可能只能留待到时再看了。


  这次“2019 OK”与地球擦肩而过,虽然有惊无险,但也为我们敲响了警钟。就像天文学家总喜欢说的那样,小行星不过是大自然问候的方式,它在问,“你的太空计划怎么样了?


  References:


  1)A huge asteroid flew very close to Earth last week. How did we miss it? Charlotte Jee, technologyreview.com


  2)How Astronomers Missed the Massive Asteroid That Just Whizzed Past Earth, Yasemin Saplakoglu & Staff Writer, livescience.com


  3)NASA 官网:https://www.nasa.gov/planetarydefense/overview


  4)本周,一颗小行星近距离掠过地球,人类为什么没警觉?,DeepTech深科技(ID:deeptechchina)


  5)答:撞地小行星该若何监测?,国家空间科学中心(ID:nssc1958)


  6)小行星撞地球怎么办?全球约300名专家讨论应对方案,沈敏,新华社


  7)《下一站火星:马斯克、贝佐斯和太空争夺战》,[美] 克里斯蒂安·达文波特 ,博集天卷 | 湖南科学技术出版社


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