不久前，人們看到了一個驚人的消息。據報道，中國科學家提出了一項保護地球的計劃，使用23枚長征V火箭撞擊小行星并改變其軌迹。
什麼？這是一部關于用火箭擊中行星的大腦洞的科幻劇？
不，這是一個真正的主題。研究結果發表在科學雜志《伊卡洛斯》（Icarus）上，标題為"帶有運載火箭上級的航天器為偏轉小行星組裝的動力學撞擊器"。
長征V系列運載火箭，綽号胖V，是中國2006年開發的一次性大型低溫液體捆綁運載火箭，也是中國新一代運載火箭核心級直徑為5米的系列火箭。
長征五号運載火箭
在2013年的美國電影《地心引力》中，中國空間站天宮一号成為宇航員的最後一根稻草。早些時候，在2012年，中國建造的諾亞方舟拯救了人類的生命。西方電影人将中國技術融入電影，反映了中國尖端技術的堅實進步。2021年，中國空間站"留"，也吸引了全世界的關注。
《胖五打小行星拯救地球》不是一部電影，而是對現實的假設性回應。
<h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道""19">悲劇會重演？</h1>
雖然行星撞擊地球的機率極低，但一旦發生，後果是不可估量的。
恐龍是個人的，它們都沒有幸存下來。
六千五百萬年前，一個直徑約10公裡的行星碎片擊中了現在的墨西哥尤卡坦半島，科學家估計它與當時直接導緻地球95%生命滅絕的100億次廣島原子彈爆炸一樣強大。
"天地大碰撞"劇照
事實上，"隕石撞擊"一詞開始得很晚，直到1950年代才被提出，到1980年代，科學家們已經發現了這是真的地質證據。
古生物研究有了重大突破，同時也把恐懼埋在了人類的心中。
悲劇會重演嗎？
在這方面，藝術家總是領先一步。1998年，經典科幻災難片《世界上最後的人》上映，其中一顆巨大的隕石朝地球飛來，僅僅18天後，它就要撞擊地球，人類正面臨着一場生存危機。
在此之前，一場小小的"隕石雨"來到了紐約。隕石在大氣層中被擠壓後，化身的火球看起來像飛彈，而城市建築、街道、人、車輛，都在同一次攻擊中。當人們逃命時，他們大喊："又是一場戰争！"
"世界死者"的照片。
令人印象深刻的是，在電影中，美國總統問一組科學家，如果隕石撞擊地球，會造成多大的破壞。
科學家團隊回答說："損失了？不，一切都會結束的，總統先生。"
那一年，《世界達人》取得了巨大的票房，它将是人類"末日恐懼"的形象，但在影片的後半部分，依然是目前看似庸俗的個人英雄主義叙事。這部電影的真正意義在于開頭的獨白：
"地球上發生的事情将再次發生，發生之前将是時間問題。
這條線是平靜而殘酷的，但它不是危言聳聽。
在"世界上最後一個人"中，哈利在試圖完成對隕石的核攻擊時死亡。
現實情況是，小行星的軌道确實與地球的軌道重合或接近地球的軌道，并可能危及地球的安全，被稱為"近地小行星"。
仍然有相當多的近地小行星。根據美國近地天體研究中心的資料，截至2020年1月7日，已發現21，776顆近地小行星，其中包括8，946顆直徑大于140米的小行星和905顆直徑大于1公裡的小行星。
它們有多強大？
根據科學估計，一顆直徑100米的小行星可以通過撞擊地球來摧毀一座大城市。如果一顆直徑超過10公裡的小行星撞擊地球，将造成全球毀滅。
事實上，"小行星撞擊地球"幾乎每天都在發生。據統計，每年平均有700顆隕石落到地球上，平均每天1.9顆。但是，它們要小得多，通常不會造成傷害。
最近一次真正的撞擊發生在2013年2月15日，當時一顆直徑約17米的小行星以30-40公裡/秒的速度撞向俄羅斯車裡雅賓斯克州的薩特卡市。
這一事件被稱為2月15日的車裡雅賓斯克隕石墜落事件。在人群中拍攝的視訊中，可以看到火球拖着它發光的尾巴，比太陽還亮。當時，俄羅斯官員已經觀測到了隕石，但他們對此無能為力。
造成1，500多人受傷的隕石事件已經"不幸"。因為隕石沒有直接撞擊地面，而是在半空中解體爆炸，大大降低了危害。
甚至後來，在視訊中發現，一個被懷疑從後面追上隕石并"撞穿它"的物體導緻它爆炸。是以，在網絡中，有一種廣泛流傳的說法，即神秘勢力正在秘密保護地球。
但有人說，恐龍肯定不會同意。
"2.15車裡雅賓斯克隕石墜落事件"，隕石落入冰凍的切巴爾庫爾湖，形成冰洞
<h1級""pgc-h-right-arrow"資料軌道"169">真正的"地球防禦戰争"</h1>
恐龍滅絕的事實非常清楚地表明，從來沒有救世主，一切都是靠自己。
假設有一天，當一顆巨大的隕石确實被發現并撞擊地球時，人類所能做的就是試圖改變小行星的軌迹。
反正太科幻了。
回到科幻電影"世界得到了它"，看看這部電影是如何運作的。在影片中，科學家提出利用核彈的威力改變一顆小行星的軌迹，具體來說，就是派一隊人到隕石上，在隕石上鑽一個約850米深的洞，然後把炸彈埋在洞裡，遠端引爆。
在"世界上最後的人"中，在隕石上挖了一個洞
"滅絕"的做法實際上被稱為"核攻擊方法"。
"核攻擊法"是指利用裝有核材料的探測器沿着攔截軌道，高速向目标小行星發射，通過在合适的爆炸點引爆，或将核炸藥放在小行星表面一定深度引爆，使小行星獲得速度增量，改變原軌道，實作軌道偏轉。
核彈是"國家的重擔"，應該應對一千次危機。核攻擊方法的适用範圍是危險小行星的預警時間非常短（例如少于10年）。它具有能量重且應對速度快的優點。
然而，核攻擊方法具有顯著的"殘餘效應"。首先，核彈爆炸後的核污染太大，無法完全控制。其次，在核彈爆炸後，小行星分解成碎片大小的碎片，對地球來說仍然是一個潛在的風險，而不是一百個。
除了核攻擊方法外，另一個主流選擇是"動能撞擊"，它是目前唯一的小行星防禦方法在軌驗證。
動力學沖擊效果圖
動能撞擊是指航天器根據動量傳遞原理發射一個或多個動能撞擊器，進入攔截軌道，直接與小行星碰撞，或以相對速度嵌入小行星，利用自身動能影響甚至改變小行星的軌道。
2005年7月4日，美國宇航局上司的Deep Impact成功釋放了一枚372公斤重的鋼制炸彈，擊中了彗星聖殿1号的核心，這可以被認為是一次"動能撞擊"測試。它驗證了該計劃的可行性，但據報道，撞擊并沒有改變彗星的軌道。
動量撞擊是可行的，但我們知道，小行星的品質和速率越大，改變其軌迹所需的動能就越多，如果牛頓力學下的動量P.m.v.是。
是以，動态撞擊方案适用于直徑小于150米的小行星。對于大品質或大直徑小行星，該計劃的有效性是有限的。
但另一方面，基于相同的實體定律，我們希望動力學撞擊器的品質越大越好。這就是本文開頭提到的主題研究的重點。
據報道，一些中國科學家已經"更新"了傳統的動能撞擊，這些動能撞擊被稱為"最後階段的岩石"。
"最後的打擊石"行星防禦任務場景地圖
"最後階段撞擊"是指航天器進入深空逃逸軌道，火箭的最後階段與航天器不實行星箭分離，由航天器控制最後階段複雜撞擊瀕危小行星，進而充分利用火箭最後階段的殘餘重量，提高撞擊小行星的動量， 進而增強了小行星軌道偏轉能力。
"最後階段敲擊石"的效果如何？
據計算，與傳統動能沖擊方案相比，單發長征五号發射"最後階段石擊"任務的偏轉效果可以相當于三發長征五号的傳統動能沖擊任務的偏轉效應。
同時，對于十年内偏轉直徑為140米的小行星軌道，偏轉距離可以從地球半徑的不到兩倍增加到地球半徑的兩倍以上。
是以，一個潛在的有效解決方案誕生了，前提是它将達到與動能相同的目标。
<H1級""pgc-h-right-arrow"資料軌道""170">揮舞着"組合拳頭"進入太空</h1>
上述核攻擊法和動能沖擊（包括"最後階段岩石"）可歸為同一類：脈沖法。脈沖法是指小行星通過瞬時強大的外力的作用進行軌道偏轉。
由此可見，研究人員真的不是"問題制造者"，到了生存之時，也依靠自己的腦洞來拯救地球。
除了脈沖之外，科學家們還設計了許多其他可以歸類為"慢推力"的方案。其中的大腦洞更加燦爛。
顧名思義，"慢推力"是指通過繼續作用在小行星上的外力使小行星軌道緩慢變化。脈沖法不強烈，需要更長的時間，并且不适用于警告時間短的危急情況。
相比之下，它更精确，可控，并且可以避免衍生危害。
你如何對小行星施加外力？
第一種是"引力牽引"，基于引力定理，它允許航天器的引力拖曳小行星改變其軌道，這是一種簡單而粗糙的方法，簡單地允許航天器相對于小行星懸停，但通常需要很長時間才能在10年内啟動。
在"天空的浩瀚"中，航天器的軌道改變了小行星的軌道
然後是"雷射燒蝕/燒蝕法"，它通過航天器攜帶的雷射發射雷射，照射在小行星表面，使小行星表面的等離子體脫落并不斷産生小反作用力，進而逐漸改變小行星的軌道。
同樣，"離子束導軌"發射高方向，高精度，高速離子束，連續照射目标小行星，産生推力，緩慢改變小行星的軌道并最終将其轉移。
各種選擇，如"品質驅動法"，都是将航天器發射到小行星表面，然後，航天器鑽探材料，高速抛射，利用由此産生的反作用力，最終實作偏轉。
上面描述的"慢推法"似乎比脈沖法具有較少的科幻色彩，在視覺上也弱得多，是以大機率不會被改編成電影。但它們的優點是能夠"結合" - 有足夠的預警時間，小行星的各種慢推選項。
想象一下，一顆小行星被重力拉動，成群的航天器盤旋在它上面，它被N條"光"照亮，就像一個活潑的光。在它離開的方向上，噴出的物質就像一條短尾巴......這張照片，也是一種奇觀。
當然，我希望這個奇觀永遠不會出現。無盡的星空，讓你安靜美麗！
資源：
1、《潛在危險小行星偏轉方法研究現狀》，楊慧新、馬世宇等。
2、"基于偏轉距離近似模型的動能沖擊小行星防禦任務脈沖軌道優化研究"，王毅睿、李明濤等。
3.航天中心提出"最後階段岩石撞擊"防禦計劃，用于潛在威脅小行星，國家空間科學中心。
作者|到 by
編輯|何子偉
排版|張希軒