中国要准备实施首次近地小行星防御任务了。

根据央视新闻客户端9月5日消息，在第二届深空探测国际会议上，中国深空探测实验室发布了首次近地小行星防御任务设想。



根据深空探测实验室的想定，我国首次近地小行星防御任务，将采用“伴飞-动能撞击-伴飞”的任务模式，也就是使用动能拦截器对小行星实施撞击的同时，同步对小行星星体进行伴飞观察，以验证拦截效果，深空探测实验室希望就国际伙伴在联合研制等方面开展多层次、多方位合作。

而就在9月5日深空探测实验室发布首次小行星防御任务之前，9月4日，中国科学院南京紫金山天文台也发布消息称，中国小行星预警设备在当天成功对一颗即将进入地球大气层的、代号为2024RW1的小行星实施的跟踪。据悉，中国是根据美国卡特琳娜巡天望远镜（CSS）报告给国际小行星中心的观测数据，发现这颗小行星的，随后紫金山天文台多站点实施了接力观测，并成功报知了该小行星进入地球大气层的时间和地点。



最终，5日0点25分，该小行星以每秒20千米的速度在菲律宾吕宋岛北部进入地球大气层，成为一颗耀眼的火流星，并在离地表约25千米的超高空解体爆炸，流星没有给地面人员造成任何伤害。第二则新闻和第一则新闻结合起来，可以被认为是中国具备了近地轨道小行星防御任务的先决条件。

小行星的预报那么何谓近地轨道小行星防御任务，中国的近地轨道小行星防御任务将如何开展，任务难点在哪里呢？所谓的近地小行星防御任务，也就是指对于可能对地球形成威胁的小行星（近地小行星，NEAs）进行观测、预报乃至防御的任务。



经过多年的观测积累后，天文学界预估，在火星和木星轨道之间的小行星带和特洛伊小行星群里，可能有接近两万颗小行星是NEAs。其中数百个小行星的直径在5千米以上，这些小行星一旦撞击地球，即可造成类似于希克苏鲁伯事件的大规模灭绝事件。还有上万颗小行星的体量在数十米到数百米不等，一旦撞击地球，可能造成从车里雅宾斯克事件到通古斯事件之间不等的损失。因此，近地小行星防御任务，主要就是观测这些潜在的威胁，并对威胁提前处置。

如何发现这些NEAs呢？

目前有近地小行星防御计划的国家，选择是基本相同的，就是使用光学设备来发现此类目标。

比如美国的卡特琳娜巡天计划就使用了1.5米口径的光学望远镜，而中国紫金山天文台盱眙观测站则安装了一部1.04米的近地天体观测设备，对此类近地小天体的观测遵循两个要点：其一是接力观测，由于地球处于自转状态，单个天文台站的巡天范围是有限的，且巡天还有一定的时效性，因此近地轨道小天体的防御需要多个国家的多个天文台站接力观测，通过国际小行星中心进行数据交互，确保对同一片天区维持时间上的无缝衔接；其二是数据对比，现在的近地轨道小行星观测，说它复杂也复杂，说它简单也简单，就是在天区上找来路不明的小型天体，对其进行描迹，然后和天区上本来有的天体进行对比，找出隐藏在群星里的小行星，然后测算小行星的轨道诸元，确定该小行星是否会对地球造成威胁。

这两个要点当然存在着一定的问题，最大的问题是很难覆盖整片天区。

比如对黄道面以外飞来的小天体就很难即时发现，对从地球公转方向另一侧飞来的小行星，由于往往会隐藏在太阳的光芒里，也很难发现，还有南半球天文台远比北半球少，让南半球对近地小行星的观测也严重不足。但是，以目前人类所具备的技术能力来说，这已经是效率最高也是最先进的观测小行星的方式了。

小行星的处理发现之后又如何处理呢？核弹肯定是没用的，其实早在《三体2》里，大刘早已经借着洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家的口吻说出来了，核武器在太空中主要的能量释放方式是光辐射，对于小行星的毁伤能力很差，即使能将一些小星体炸碎，引力也会让星体碎片重新聚合在一起，只不过相对松散一些而已。

因此，对于此类近地小行星的处理方式，核武器实在是一种比较低效的处置方式。



目前的近地小行星防御的处置方案有两种：一是美国NASA的DART计划，这一计划采用的是动能撞击模式，也就是通过动能撞击对小行星产生一个速度分量，改变小行星的轨道，特定情况下，可能通过连续不断的撞击，来确保小行星的变轨量达到足以避开地球的程度；二是直接在小行星表面安装离子发动机，使用发动机的速度分量来累积改变小行星轨道，达到小行星避让地球的程度，其实这两个方案本质上来说是差不多的，都是试图将这些近地小行星“推”离地球而不是直接炸碎。



从此次中国深空探测实验室公布的NEAs防御方案来说，本质上跟美国NASA在2022年实施的DART计划是差不多的，二者都试图对小行星进行撞击，来观测撞击对小行星产生的速度分量，通过速度分量来计算变轨量，来判断撞击之后小行星的变轨效果到底怎么样。

但在撞击方式和动力上，不清楚深空探测实验室的具体技术方案是什么样的。美国的DART计划主打的是使用离子推进器进行推进，该推进器的主要技术要点是使用太阳能电池板的电能将气态工质电离，再使用电推设备将电离后的工质高速喷出。

离子推进器的最大优势是比冲极高，根据DART计划的说法，使用的离子推进器NEXT的800千克工质相当于10吨高能火箭燃料的总冲，能量密度极高，被认为适合用于执行小行星推离任务。不清楚我们在小行星防御任务中会采用怎样的动力方案，离子推进器的可能性是存在的。


当然，从中国深空探测实验室公布的首个近地小行星防御计划来看，起码从公开的方面来看，还只是一个比较初级的方案设想，后续还有更多的事情要做，最起码你要把这个计划细化了，而且还要和航天部门协调火箭和撞击器设计等。因此，深空探测实验室现在做到的水平，咱觉得只能对外昭示，我们有这么一个想法了，至于什么时候做得到，得看航天部门的发射计划。

小行星防御与高空反导而提到小行星防御计划，不少人第一时间想到的，反而是高空反导，实际上在当年的车里雅宾斯克事件中，也有传言传出，说俄罗斯的A135“阿穆尔河”综合反导系统对进入地球大气层的小行星进行了拦截，才避免了对地面目标造成重大杀伤，现在一提到小行星防御，大家都想到反导上了。



实际上，小行星防御和反导拦截，这二者之间差的太远了：从探测单元来说，小行星防御系统的空间态势感知系统，倒是可以部分弥补反导预警雷达的探测能力。毕竟巡天望远镜不仅可以观测星空，对于运载火箭和火箭载荷也一样可以进行观测，唯一的问题是，如果光学望远镜部署的不够靠前，那么在发现来袭的弹道导弹时，这弹道导弹怕是离目标区域已经很近了。所以，如果想用小行星防御体系来提高反导能力，在探测单元方面，可用的办法是尽量将望远镜部署的靠前一些，但与其靠前部署这种光学探测装置，还不如多在海上搞些防空舰呢。



而反导预警系统使用的雷达，对探测这种小行星是一点用都没有的，这些雷达态势感知范围也就几千千米，看着比较远，事实上从天文学尺度来说，跟近在咫尺没有区别。以小行星的速度来说，每秒十几二十千米的速度，就算“沃罗涅日-DM”雷达的6000千米探测能力，截获小行星之后小行星不到10分钟就落地了，根本无法组织拦截，要组织对近地小行星的观测，未来架设空间望远镜倒是一个值得发展的方向。

而从反导拦截系统上来说，小行星每秒高达10千米，甚至20千米左右的速度，根本是任何反导拦截弹都无法拦截的，而如此高的速度带来的巨大动能可以说拦截还不如不拦截。当然，从实战的角度来说，现在人类要对近地小行星进行拦截，也还处于非常初级的阶段，人类的运载火箭发射周期太长，从发现小行星到发射运载火箭的反应时间以天计算，如果小行星被发现的时候离地球太近，那肯定反应时间就不够了，长远来看还是要发展快速发射能力，比如大型固体运载火箭，或者类似星舰这种据说可以做到几天就发射一枚的火箭较好。

总之，对近地小行星的观测和拦截，既是全人类共同的事业，在很大程度上也体现出了一个国家的整体实力，尽管这和反导根本不是一回事，但在一定程度上也代表了空间监视的方向，让我们继续保持观察。