▲2021年5月15日7時18分，天問一号着陸巡視器成功着陸于火星，大陸首次火星探測任務着陸火星成功。這是航天科研人員在北京航天飛行控制中心指揮大廳慶祝。圖/新華社
4月24日，是中國航天日。
當天，國家航天局副局長吳豔華在接受媒體專訪時表示，探月工程四期今年正式啟動工程研制，未來将陸續發射嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号探測器，開展任務關鍵技術攻關和國際月球科研站建設。
此外，吳豔華還表示，大陸将着手組建近地小行星防禦系統，共同應對近地小行星撞擊的威脅，為保護地球和人類安全貢獻中國力量。
那麼，小行星是如何形成的，為什麼會對地球産生威脅，我們又應該怎樣去探測、了解這些小行星呢？回答這些問題，要從200多年前說起。
▲2020年12月4日，國家航天局公布探月工程嫦娥五号探測器在月球表面國旗展示的照片。圖/新華社
流星隕落事件提醒警惕小行星威脅
1801年，距離望遠鏡發明已經快200年了。這一年的元旦，也是19世紀的第一天，意大利天文學家朱塞普·皮亞齊在觀測星空時，發現了一顆新的天體。這就是後來被稱為“谷神星”的1号小行星。
後來人們慢慢了解到，在谷神星所在的軌道周圍，還有數百萬顆遊蕩的小行星，組成了環繞太陽運作的小行星帶，位于火星和木星的軌道之間。有些小行星會受到其他天體的幹擾，運作軌道發生改變，來到地球附近，稱為近地小行星。其中，有些小行星的運作軌道可能與地球的運作軌道相交，對地球産生威脅，是人類進行主動防禦的重點。
這些小行星是如何形成的呢？科學界有一種理論認為，曾經有一顆行星與其他天體發生碰撞，産生的碎片形成了小行星帶。另一種理論則認為，小行星可能是太陽系在行星及其衛星形成之後，殘留下來的“邊角料”，由于沒能凝聚成更大的行星，隻能孤零零地飄浮在宇宙裡，保留着太陽系形成之初的原始形态。
正是因為這些小行星與打造行星“大廈”的“磚瓦”同宗同源，是以，通過小行星探測就可以研究太陽系的起源和演化。
彗星和小行星統稱小天體。你在地球上看到的劃過夜空的流星，很多是彗星的碎片，但其中有一些是小行星的碎片。這些天外來客是我們認識太陽系的第一手樣本，他們與月壤一樣具有重要的研究意義。
而且，這些小行星相對于地球的飛行速度非常快，可以達到每小時上萬千米，一旦與地球迎面相撞，破壞性巨大。根據理論估算，一顆直徑為10千米的小行星撞擊地球，可以讓地球90%以上的生物滅絕；而一顆直徑約為1千米的小行星，也可以讓一座超級城市消失。1998年的好萊塢電影《天地大沖撞》，對此情景就有過戲劇化描繪。
2013年春節，一顆小行星撞擊俄羅斯的一座小城車裡雅賓斯克，造成大量人員傷亡。後來研究發現，這顆小行星來自小行星帶，在進入地球大氣層之前的直徑隻有18米，大家在北京天文館可以看到這次撞擊的隕石碎片。在中國，雲南香格裡拉、西雙版納和吉林松原地區也曾相繼發生流星隕落事件，引發社會關注。
這些現實事件也提醒我們，需要對小行星給地球帶來的潛在威脅保持足夠的警惕。
▲2016年12月9日，中國首顆量子科學實驗衛星“墨子号”與阿裡量子隐形傳态實驗平台建立天地鍊路（合成照片）。圖/新華社
系列探測計劃對了解小行星很關鍵
作為集禍福于一身的近地小天體，小行星不僅是太空采礦的重要對象，也是保護地球和人類安全的重要目标。深入了解那些對地球有潛在威脅的近地小行星，是組建小行星防禦系統的前提條件。
有些小行星上有豐富的資源，如富含金剛石的鑽石小行星。2022年2月，蘇富比拍賣行在倫敦拍賣了一顆世界上最大的天然切割黑鑽，被命名為“謎”，就很可能是來自太空中。
随着近年來深空探測的快速發展，從太空中尋找金剛石成為各國競相探測的目标。或許，地球上天然金剛石資源短缺的問題，要從深空探測中尋找答案。
除了隕石研究外，利用航天器探測小行星也是深空探測的重要目标。2003年5月，日本發射了“隼鳥号”小行星探測器，從25143号小行星“絲川”上采集樣本并于2010年送回地球。這是人類第一次從對地球有潛在威脅的近地小行星上采樣。
由于這次的樣本量僅有約1500個微粒，對地球化學的各種精細分析技術是一個挑戰。我還在顯微鏡下親眼觀察了這些來自太空的黑色礦物顆粒。
2014年12月，“隼鳥号”的繼任者“隼鳥2号”探測器發射，飛向距離地球約52億千米的“龍宮”小行星。2020年12月6日，“隼鳥2号”樣品艙再次從小行星上帶回超過5.4克的黑色物質。根據計劃，“隼鳥2号”預計将于2031年左右抵達編号為1998KY26的小行星再次探測。
美國也很重視小行星探測。奧巴馬時期，曾經提出過一個小行星捕獲計劃，拟通過捕獲一顆近地小行星，将其拉到月球附近繞月飛行，讓地球的天然衛星——月球，也有一個衛星。美國國家航空航天局還組織專家對此進行了詳細論證。特朗普上台後，取消了這一計劃。目前，美國方面的相關研究仍在開展。
2021年5月12日，美國的另一個小行星探測器“冥王号”，攜帶從“貝努”小行星上采集的約60克樣本開始傳回，預計将于明年9月回到地球。
歐洲方面，不僅參與了美國主導的多項小行星探測計劃，并在另一種可能撞擊地球的小天體——彗星的探測上取得了突破。2004年，歐空局發射“羅塞塔号”彗星探測器，10年後的2014年11月，其中的“菲萊”着陸器登陸“丘留莫夫－格拉西緬科”彗星，成為首個登陸彗核考察的航天器。
這一系列探測計劃的實施，對于人類了解小行星并積極應對其潛在威脅，無疑是至關重要。
▲隻要應對得當，近地小行星帶也是人類的星辰大海。圖為小行星構想圖。圖/新華社
應對得當小行星也能造福人類社會
根據前期規劃論證的結果，大陸此次在“航天日”正式宣布，将着手組建近地小行星防禦系統。這也意味着，大陸在近地小行星方面的相關研究已經有了相當的積累。
根據公開的近期計劃，大陸将争取在“十四五”期間，實施一次小行星探測，探測目标是一顆對地球有潛在威脅的小行星。根據計劃，航天器将抵近探測，實施就近撞擊，為改變小行星的飛行軌道進行技術試驗。
當然，這些隻是組建近地小行星防禦系統的必要技術準備。為了防禦小行星撞擊地球，科學界還有大量的工作要做。
一方面，要建立地基和天基的小行星監測預警系統。
這就需要利用地面望遠鏡和雷射雷達等裝置，以及即将發射的與中國空間站伴飛的巡天望遠鏡，對那些可能會撞擊地球、對地球有潛在威脅的小行星進行全面監測。這也包括為這些小行星建檔立案一一編目，精确測定其軌道和特性，并對其撞擊地球的可能性進行評估，及早識别出那些危險度極高的小行星。
另一方面，也需要研發新的航天技術，通過核爆、動能撞擊、雷射燒蝕、離子束牽引、引力拖曳、品質驅動等技術手段，確定摧毀小行星原有結構或使其運作軌道發生偏轉，不再對地球構成威脅。
目前，這一系列的很多技術都還隻停留在紙面上，離真正實作還有很長的距離，需要科學家們進行計算機模拟，開展實驗驗證，進行長期研究積累才能加以突破。
說到底，對人類而言，小行星禍兮福兮？其實也正如今年的好萊塢電影《不要擡頭》所表達的，是禍是福，全在于人類選擇什麼樣的行為。
如果應對得當，小行星不僅不會成為地球家園的威脅，還能幫助我們探索太空的奧秘，成為人類的星辰大海，甚至作為寶貴的資源，造福人類社會。這無疑也是大陸組建近地小行星防禦系統的初衷所在。
撰稿 /長橋（太空探索與科學教育專家、科普作家）
編輯 /何睿
校對 /劉軍