一名艺术家对小行星撞击地球情景的想象。图片来源：ALAMY
作者 Gordon L. Dillow
今年5月，一批来自全球各地的科学家聚集在华盛顿特区附近，探讨一个令人担忧的问题：如何应对小行星撞击地球的威胁。
会上讨论的具体问题如下：天文学家在夏威夷的一座山顶天文台观测到了一颗直径近250米的小行星，他们称其为2019PDC。当时，它距离地球约5,600万公里。以衡量小行星的标准看，它的尺寸较小，远不足以造成大规模的毁灭性灾难——6,500万年前的那颗被认为导致恐龙灭绝的太空巨石直径超过1,800米。尽管如此，这颗小行星正以每小时近5万公里的速度飞行，如果撞上地球，它造成的冲击威力将相当于5亿吨TNT炸药， 比人类造出的最大核武器还要强大约10倍。
据美国航空航天局喷气推进实验室的科学家们计算，上述巨石正冲着丹佛而来。除非能让它偏离运行轨迹，否则丹佛必须疏散200万人口，这座城市也将被夷为平地。
这真是让人毛骨悚然，不过好在上述情景并非事实：这些科学家在马里兰州科利奇帕克参加国际宇航科学院举行的第六届行星防御大会，会上他们探讨了这个高度戏剧化、但存在科学可能性的“假想小行星撞击剧情”。
虽然目前天还没塌，但科学家们提出的问题依然紧迫。许多科学家认为，要应对小行星的威胁，最有效的方法是发射一艘装有核爆炸装置（他们不愿称之为炸弹）的无人航天器，将小行星炸毁或让其偏离轨道。
用核武对付入侵的小行星也是好莱坞青睐的桥段，比如在布鲁斯·威利斯1998年的电影《世界末日》里，这个方法就大放异彩，激动人心，但在科学上不无漏洞。核选项在现实中面临不少障碍。将核武器送入太空，哪怕是为了拯救丹佛，也会让许多人焦虑不已，而且也可能违反禁止太空军事化的国际公约。
在1998年电影《世界末日》中，布鲁斯·威利斯试图拯救地球免遭小行星撞击。图片来源：TOUCHSTONE PICTURES/EVERETT COLLECTION
因此，经过一番热烈的讨论，聚在马里兰州的科学家们决定部署一支无人无核的“动力撞击”航天器舰队来对抗来袭的小行星。动力撞击运用的其实是炮弹原理：让装载着固体金属有效载荷的航天器去撞击小行星，目的不是摧毁它，而是稍微减慢它的飞行速度。如此一来，当它到达先前预测中与地球的交汇点时，我们的星球已经飞过，也就是说，小行星会与地球擦肩而过，不会造成任何危害。
至少理论上如此。在马里兰州的设定里，NASA、欧洲航天局、日本、俄罗斯和中国都会发射临时设计、未经测试的动力撞击船。其中三艘狠狠撞上小行星。小行星主体转向，终将错过地球。丹佛得救了！然而不幸的是，其中一艘动力撞击船意外撞出了一块直径约60米的小行星碎片。现在，这个碎片又朝着纽约市飞来了。
现在唯一的希望是用核装置摧毁那块碎片。可问题在于，现有的陆基弹道核导弹并不是为攻击太空中的小行星而设计的，眼下也来不及发射一艘装载核武器的航天器来拦截它了。纽约在劫难逃。数百万人被疏散，小行星在中央公园上方爆炸，化为一团火球，曼哈顿消失在地图中。
谢天谢地这只是场沙盘推演，曼哈顿还在。但推演提醒我们，防御小行星并非科幻小说的情节，而是一种切实存在的、需要认真对待的威胁。
没错，至少在可预见的将来，小行星撞击地球并摧毁人类文明的可能性小之又小。造成地区性灾难或毁灭性全球气候变化的小行星撞击事件，平均10万年或更久才会发生一次。另一方面，地球其实经常遭到很小的小行星袭击，这些小行星大多在大气层中爆炸或燃烧殆尽，形成流星、火球等壮丽奇观，几乎不会造成实质危害。例如，2018年12月，一颗直径约9米的小行星在白令海上方的大气层中爆炸，威力相当于十几颗广岛原子弹，但是除了少数卫星和传感器系统外，这场爆炸几乎无人察觉。
所以，最直接的威胁不是最大或最小的小行星，而是中等尺寸的小行星。过去20年来，美国宇航局和其他国际航天机构的小行星观察员们锁定并追踪了逾2万颗从地球附近掠过的绕日运行小行星（又称“近地天体”）。其中约2,000颗被认为对地球具有潜在危害，它们直径大于137米，足以造成局部破坏，而且它们距离地球足够近，可能在某一天给地球带来威胁。
美国航空航天局2017年10月11日发布的一张照片，照片描绘了近地小行星2012 TC4于当年10月12日掠过地球的轨迹。图片来源：NASA/JPL-CALTECH HANDOUT/EPA-EFE/REX/SHUTTERSTOCK
好消息是，科学家们认为至少100年内这些已知的小行星都不会上演“撞地球”的戏码。但其中有些会非常靠近：在2029年4月13日这个不吉利的星期五，直径上千英尺的小行星阿波菲斯将从距地球仅3万公里的地方掠过，这个距离比为我们带来电视信号的卫星的距离还近。
但也有一个坏消息：数十万其他大大小小的近地小行星没法锁定。我们不清楚它们在哪儿，也不知道它们的去向。2013年2月15日，一颗直径约18米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克市附近的大气层中爆炸，当时它的速度达到每小时6.9万公里，产生的冲击波导致约1,500人受伤。没人预测到这颗小行星的来访。
我们需要尽快锁定并追踪这些未知的入侵天体。尽管过去十年里NASA的“行星防御”预算资金稳步增长，但2019年为小行星探测、小行星追踪及相关项目分配的1.5亿美元还不到NASA拥有的215亿美元总预算的1%。
就算成功发现了一颗体积不大但十分危险的小行星，我们能否使其偏离轨道，目前也不好说。人类从没有在真实太空条件下测试过让小行星偏向的方法，正如会议中的沙盘推演所示，使用未经测试的技术可能弄巧成拙。
2021年，NASA计划启动“双小行星重定向测试”任务，对一颗名为Didymos的无害小行星展开动力撞击器偏向方法的试验。我们必须做更多试验，才能获得些微的行星防御能力。（因法律和政治层面的限制，NASA尚无在太空中开展涉及核爆炸的小行星偏轨试验的计划。）
地球在其45亿年的历史中，被威力巨大的小行星击中不下数百万次，今后一定还会被击中，可能是200年后，也可能是下周二。所以，问题不是人类是否会面临小行星撞地球，而是这一天到底什么时候到来。
本文作者Gordon L. Dillow著有《天火：宇宙撞击、小行星杀手以及保卫地球的竞赛》(Fire in the Sky: Cosmic Collisions, Killer Asteroids, and the Race to Defend Earth) 一书，由Scribner出版社出版。
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