摘要：中国正式加入全球小行星防御行列。在第三届深空探测天都国际会议上，中国探月工程总设计师吴伟仁院士宣布，中国正在规划针对小行星实施动能撞击验证任务，验证小行星防御方案的可行性。这一计划的提出，标志着中国在行星防御领域迈出了关键一步，也体现了国际社会对潜在小行星威胁

中国正式加入全球小行星防御行列。在第三届深空探测天都国际会议上，中国探月工程总设计师吴伟仁院士宣布，中国正在规划针对小行星实施动能撞击验证任务，验证小行星防御方案的可行性。这一计划的提出，标志着中国在行星防御领域迈出了关键一步，也体现了国际社会对潜在小行星威胁日益增长的关注。

吴伟仁院士详细介绍了这项任务的技术方案，采用"撞击器+伴飞器"的双重配置模式。撞击器将首先对目标小行星进行近距离探测，获取其详细的物理特性参数，随后实施精确撞击。整个工程将通过天地联合观测方式，采用近距离高精度测量等先进技术，全面监测小行星轨道、形貌和撞击溅射物的变化过程，准确评估撞击效果。这种综合性的验证方案不仅能够测试技术可行性，更重要的是为未来可能面临的真实威胁提供应对策略。

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小行星撞击地球的威胁并非科幻小说中的想象，而是科学界普遍关注的现实风险。历史上，小行星撞击事件曾多次改变地球生态系统，最著名的当属6500万年前导致恐龙灭绝的小行星撞击事件。虽然如此大规模的撞击事件极为罕见,但较小规模的撞击仍可能对人类社会造成严重损害。2013年俄罗斯车里雅宾斯克陨石事件就是一个警示，直径仅20米的小行星在大气层中爆炸，造成1500多人受伤，数千座建筑受损。

NASA的开创性验证

由243张图像合成的目标图片。 图片来源：NASA JPL DART 导航团队

中国的小行星防御计划很大程度上借鉴了美国宇航局2022年成功实施的双小行星重定向测试任务的经验。这项名为DART的任务选择了双小行星系统65803 Didymos作为目标，该系统由直径约780米的主小行星Didymos和直径约160米的卫星Dimorphos组成。DART任务的巧妙之处在于目标选择的安全性——这个双小行星系统不会与地球轨道产生交集，距离地球最近时约1100万公里，为实验提供了理想的安全环境。

DART航天器于2021年11月发射，重约600公斤，配备了先进的自主导航系统和光学传感器。在经过近10个月的太空飞行后，2022年9月27日，DART以每秒6.1公里的相对速度成功撞击了Dimorphos。这次撞击的效果超出了所有人的预期：原本预计能够改变Dimorphos公转周期73秒以上就算成功，实际结果显示公转周期缩短了32分钟，超出预期目标25倍。

撞击成功的关键不仅在于动能传递，更在于撞击产生的大量碎片形成的"反冲效应"。当DART撞击Dimorphos表面时，大量小行星物质被抛射到太空中，形成了壮观的尾流。这些被抛射的物质产生的反作用力大大增强了对小行星轨道的改变效果。哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜都捕捉到了这次撞击产生的尘埃云，为科学家分析撞击效果提供了宝贵数据。

DART任务的成功验证了动能撞击技术的可行性，但也揭示了小行星防御的复杂性。不同类型的小行星——岩石型、金属型或松散聚合型——对撞击的响应可能存在显著差异。因此，需要针对不同类型的小行星开发相应的防御策略。

技术挑战与创新方案

DART航天器接近目标小行星时的想象图 图片来源：NASA/约翰·霍普金斯 APL/Steve Gribben

小行星防御面临的首要挑战是早期发现和轨道确定。目前全球运行的小行星监测网络已经发现了超过90%直径大于1公里的近地小行星，但对于较小天体的监测仍存在盲区。中国正在建设的空间碎片监测网络和深空探测设施将为小行星监测提供重要补充。

精确轨道预测是另一个技术难点。小行星的轨道受到多种因素影响，包括太阳辐射压力、亚科夫斯基效应等微小但累积的力作用。要准确预测一颗小行星是否会在未来几十年或上百年内撞击地球，需要极高的计算精度和长期观测数据。

图片来源：NASA/约翰霍普金斯大学、APL/Steve Gribben

撞击时机的选择也至关重要。理想情况下，应该在小行星距离地球尽可能远的时候实施偏转，这样即使偏转角度很小，经过长时间的累积也能产生足够大的轨道改变。但这也意味着需要更早发现潜在威胁目标，对监测能力提出了更高要求。

中国计划采用的"撞击器+伴飞器"配置体现了技术方案的创新性。伴飞器不仅能够为撞击器提供导航支持和撞击确认,还可以在撞击后继续观测目标小行星，收集长期效果数据。这种设计理念体现了对任务科学价值的全面考虑。

国际合作的重要性

DART 和 LICIACube 在感情即将分离之前。 图片来源：NASA/Johns Hopkins , APL/Steve Gribben

小行星防御本质上是一个全球性问题，需要国际社会的共同努力。欧洲空间局计划2024年发射Hera任务，对DART撞击后的Dimorphos进行详细调查，这将为理解撞击效果提供更全面的数据。中国的小行星防御计划如能与国际同行开展合作，将大大提升任务的科学价值和技术影响力。

联合国和平利用外层空间委员会已经建立了小行星监测和预警的国际合作机制。中国作为航天大国，积极参与这一合作框架，不仅能够贡献自身的技术力量，也能够从国际合作中获得宝贵经验和数据支持。

从 Dimorphos喷射出的羽流。 图片来源：NASA/ESA/STScI/Hubble

小行星防御技术的发展还可能带来意外的科技溢出效应。精确的深空导航技术、高精度轨道预测算法、先进的撞击动力学模拟等技术都有望在其他航天任务中发挥重要作用。这些技术进步将进一步提升中国在深空探测领域的整体能力。

随着监测技术的不断进步，科学家预计未来会发现更多潜在威胁目标。建立完备的小行星防御能力不仅是对人类文明的保护,也是航天技术发展的自然延伸。中国启动小行星防御计划标志着人类在面对潜在宇宙威胁方面又迈出了重要一步,为构建更加安全的地球防护网贡献了中国智慧和中国方案。

来源：人工智能学家