近日，欧空局发布名为“拉美西斯”的毁神星探测计划，将发射深空探测器抵近观测这颗近地小行星，验证快速实施小行星侦察的能力，为未来行星防御工作积累技术和经验。那么，此次任务有何亮点？未来人类可能有哪些新方法应对小行星对地球的威胁？

威胁巨大引关注

毁神星又称阿波菲斯，得名于埃及神话中的毁灭之神。2004年，美国宇航局最早发现这颗近地小行星。研究人员对其轨道进行研究预测后发现，毁神星每7年接近地球一次，尤其是2029年4月飞掠地球时，和地面距离最近只有3.2万公里，还不到地月平均距离的1/10，是目前人类探测到的对地球威胁最大的近地小行星之一。

拉美西斯探测器随毁神星飞掠地球示意图

毁神星直径约375米，别看它个头不大，万一撞击地球的话，将释放约15亿吨TNT当量的能量，相当于十万个小男孩原子弹的威力。科学家们认为，远古时代恐龙灭绝很可能就是小行星撞击地球的结果，现在小行星撞击地球的威胁也始终存在。

太阳系中的近地小行星为数不少，它们受到引力扰动或互相撞击时，有可能和地球发生碰撞。美国宇航局目前已经探测到多达3.5万颗近地小行星，但绝大部分直径100米以下的小行星仍未被发现，小行星撞击地球并非杞人忧天的幻想。

人类逐渐认识到小行星的巨大威胁，小行星研究也开始成为热门话题。日本和美国先后发射小行星探测器，我国也将发射天问二号探测器，实现对近地小行星的伴飞和取样返回。中美日三国探测的近地小行星都距离较远，探测的是静态小行星，而2029年毁神星近距离飞掠地球，为人们观测地球引力对小行星的拉伸挤压，以及深入了解小行星的结构形态，提供了十分难得的机会。

虽然理论上100年内毁神星不会撞击地球，但人们很难预测它是否会受到意外的引力扰动甚至撞击，成千上万的近地小行星对地球的潜在威胁不小。中美日等航天大国，如今再加上欧空局，都在开展近地小行星探测正是为了加深对它们的了解和研究，为防御近地小行星撞击在科学技术上提供强有力的支撑。

全程伴飞看点足

拉美西斯探测计划是一个具有欧洲特色的小行星探测项目，在技术上也是可圈可点。

此前，美国成功进行了小行星取样返回和双小行星重定向（DART）任务，DART 通过对一颗小行星的撞击，研究如何改变小行星的轨道。欧空局将于今年10 月发射赫拉探测器，探访观测被撞击的小行星。

欧美小行星探测的国际合作证明，人类可以改变小行星的方向，但很多小行星轨道未知，为了应对可能的撞击风险，人们还需要验证快速部署响应能力。拉美西斯计划的快速响应，很大程度上源自它重用了赫拉探测器技术。这项计划将证明，人类可以快速部署小行星侦察任务，作为应对危险小行星的基石。

毁神星级别的近地小行星数以万计，但如此近距离飞掠地球，发生概率仍是千年一遇。美国宇航局将重用冥王号探测器，抵近观测毁神星。但它受限于轨道和动力，只能在毁神星飞掠地球一个月后才抵达。拉美西斯探测器的最大看点，就是在毁神星飞掠地球2个月前抵达，全程伴随毁神星飞掠地球，通过对比毁神星飞掠地球前后的全球视图，详细记录对比地球引力潮汐作用对毁神星的影响。

拉美西斯探测器包括主卫星和两个6U立方星，它将于2028年4月发射，确保2029年2月接近毁神星。拉美西斯探测器携带至少两个相机，外加诸如红外成像仪、激光高度计和低频雷达等科学载荷，实时观测毁神星的轨道、自旋和形状。

探测器将对毁神星进行10厘米分辨率的全球成像，近距离接触阶段的时间和空间分辨率更高，能够详细记录毁神星在地球引力作用下的变化，尤其是地震和山体滑坡，深入了解毁神星的成分、密度和结构特征。

拉美西斯探测器对毁神星的观测研究数据，对于可能的小行星重定向任务是非常重要的，毕竟人们需要先知道小行星的组成和结构等特征，才可能通过定向撞击精确改变它的运行轨道，避免撞击地球的天灾。

小行星防御有妙招

美国DART探测器撞击后发现，迪莫弗斯小行星变形超过预期，原因是它只是一个碎石堆，而不是一整块大岩石。这意味着小行星防御必须量身定制，如果发现一颗小行星可能撞击地球，要想进行防御，“拉美西斯”这样快速响应的探测器是决策的基石。

关于小行星防御的理论方法也不少。首先是撞，对于硬质小行星，可以发射撞击器偏移其轨道，消除撞击风险。动能撞击是目前最成熟的小行星防御技术，美国早就实施过双小行星重定向测试，但撞击器相比小行星是蚍蜉撼大树，撞击产生的速度改变很小，需要很长的时间和距离才能产生足够的偏移，这就需要提前10年甚至更久来实施撞击。

小行星防御还可以炸，具体来说，就是用核弹头摧毁小行星。核爆产生的高能辐射，在太空不仅能蒸发小行星物质，产生推力偏转其轨道，甚至可以直接炸碎小行星。核爆通杀碎石堆或大岩石等多种类型的小行星，但核爆的威力还无法消灭小行星，碎块可能继续撞向地球，引发严重的次生灾害。此外，核爆还面临外空条约等国际法问题，实施起来更是困难重重。

小行星防御也有很巧妙的方式，那就是引力牵引。人们发射一个航天器飞到小行星附近，通过两者的万有引力牵引拖拽，也能改变小行星的轨道。引力牵引方式要比动能撞击温柔多了，但对航天器的导航制导控制要求极高，牵引变轨见效更慢，需要更长的预警时间和牵引时间。考虑到人类航天技术的现实水平，引力牵引对大个头小行星的实施效果很差，而对小个头小行星来说又有画蛇添足之感。

美国宇航局曾有小行星重定向计划 ，算是一种特殊的小行星防御手段。该计划的构想是发射一个小行星电推拖船，展开捕爪或袋子捕获直径7米大小的小行星，利用高比冲的电推系统拖着小行星变轨。姑且不论在小行星自旋状态下如何捕获和调姿，这种拖拉小行星的方式显然也只适用于直径10米甚至更小的小行星。但如此小的小行星，尤其是碎石堆型小行星，进入大气层后烧蚀解体，对地面的危害有限，有没有必要捕获变轨就智者见智了。

最后，随着航天技术的发展，将来可能出现釜底抽薪的终极防御方案，那就是天基太阳能驱动的高能激光器。天基高能激光器阵列直接烧蚀蒸发小行星，小个头的小行星甚至可以被蒸发得一干二净。即使是尺寸较大的小行星，也能通过定向蒸发产生的推力，偏移其轨道，避免撞击地球。当然，空间太阳能电站的建成还有待时日，地面高能激光器也尚未实用，这样的方法虽好却遥遥无期。

来源/《中国航天报·飞天科普周刊》

文/张雪松