中国规划小行星防御：多技术互补守护地球安全

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、中国工程院院士吴伟仁透露，中国正计划对一颗近地小行星实施动能撞击验证任务，旨在检验小行星防御方案的可行性。这一消息引发了公众对近地小行星威胁地球的广泛关注：为何宇宙中的小行星会成为地球的潜在威胁？人类又该如何应对这些"不速之客"？

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小行星是太阳系中一类体积和质量较小、轨道环绕太阳运行且不易释放气体和尘埃的天体。根据公转轨道，小行星可分为近地小行星、主带小行星、特洛伊天体等类型。其中，近地小行星的轨道近日点距离在1.3天文单位以内。截至2025年3月，人类已发现38048颗近地小行星。这类小行星的轨道易受大行星引力影响而改变，可能对地球构成威胁，是太阳系内对地球最具潜在危险的天体之一。

地球历史上，小行星撞击事件屡见不鲜。科学家推测，地球上曾发生过22次生物灭绝事件，其中至少10次与小行星撞击有关。例如，6500万年前，一颗落在墨西哥尤卡坦半岛的小行星导致约75%的物种灭绝，恐龙也因此退出历史舞台。1908年，西伯利亚通古斯河上空一颗直径约50米的小行星爆炸，2000多平方公里的森林被焚毁；2013年，俄罗斯车里雅宾斯克上空一颗直径约17米的小行星爆炸，冲击波造成近1500人受伤，3000栋房屋受损。今年9月3日晚，近地小行星2025QD8从距离地球仅21万公里处飞过，再次引发人们对小行星威胁的忧虑。

尽管小行星撞击事件频发，但地球表面留下的撞击痕迹却并不多见。这是因为大部分小行星在进入大气层时会因摩擦而烧毁，少部分撞击地表的"证据"也会被地球板块运动、海洋覆盖或生命活动等因素掩盖。例如，加拿大"魁北克之眼"是2亿多年前一次巨大撞击形成的陨石坑，经长期侵蚀后演变为直径约70公里的环形湖，早已失去原有面貌。统计显示，直径超过1000米的大型小行星撞击概率较低，目前尚未发现可能撞击地球的此类天体；直径10米以下的小行星虽频繁撞击地球，但大部分无法穿越大气层。因此，直径10~1000米的近地小行星是防御的重点，尤其是直径140米以上、与地球最小交会距离在0.05天文单位以内的小行星。

吴伟仁指出，高破坏性小行星撞击事件概率虽小，但危害极大。通过提升监测预警能力，可以提前准确预报撞击时间、落点和危害程度，再结合多手段在轨处置，形成主动防御能力，从而避免或降低撞击损失。小行星防御工作涉及天文学、数学、物理学、力学、地学、信息科学、控制科学、航空宇航科学、法学等多个领域，将推动相关科学技术水平的提升。例如，我国天问二号探测器在暗弱小行星目标捕获、自主交会、弱引力小行星近距离探测自主导航等方面取得关键技术突破，为新型空间技术发展提供了示范。

构建天地一体化协同监测预警体系是应对小行星威胁的基础。2024年9月5日凌晨，直径约1.2米的小行星2024RW1闯入地球大气层，在菲律宾北部距离地表25公里处解体爆炸。此次事件中，美国、中国、智利、澳大利亚等国的天文台望远镜完整记录了其最后10多个小时的轨迹，并准确预报了撞击时间和位置。这是人类第9次成功预警小行星撞击事件，也是中国监测网首次实现对预警小行星的接力追踪观测。

监测预警体系主要包括近地小行星编目、威胁预警和短期预报三方面工作。我国自2018年加入国际小行星预警网以来，以紫金山天文台1.04米口径望远镜为主干设备，观测了超过1300个近地小行星，新发现30多颗。冷湖2.5米大视场巡天望远镜、兴隆2.16米、丽江2.4米和1.8米望远镜均具备小行星观测能力，"中国复眼"规划建设的25部30米孔径雷达建成后，将具备对千万公里外小行星的探测与高精度成像能力。目前，我国已形成常态化巡天能力，初步构建了多口径搭配、多功能结合、高效协同的地基监测网。

全球范围内，美国构建了以地基为主、天基补充的监测网络，拥有11台专用地面光学望远镜和其他兼用平台，每年新发现大量近地小行星，并提供98%的国际共享编目数据。欧空局在2013年成立行星防御办公室，开展近地小行星监测和技术研究。俄罗斯现有9台专用望远镜，为监测预警贡献力量。然而，地基监测存在太阳侧观测盲区、有效观测时间短、易受干扰等缺陷，无法实现全天域、全时段的监测。相比之下，天基监测系统具有监测范围广、追踪手段多样、轨道预报准确等优势，但成本高、在轨维护困难、有效载荷配置单一等制约因素仍需克服。目前，专用于小行星监测的天基平台较少，只有加拿大的近地目标监视卫星，但部分国家的空间望远镜或探测器也起到了补充作用，如美国的广域红外探测器、欧空局的盖亚探测器、日本的光卫卫星等。我国嫦娥二号探测器曾飞越并获取"对地球有潜在威胁"的图塔蒂斯小行星的清晰图像。

在轨处置能力是防御小行星威胁的关键。今年初，编号2024 YR4的小行星撞击概率剧烈变化，引发公众关注。观测数据显示，这颗直径40~90米的小行星撞击地球的速度或达17.32公里/秒，释放能量约770万吨TNT当量。尽管后续观测表明其撞击概率大幅降低，但此次事件再次凸显了小行星防御的紧迫性。

2024年9月，NASA成功实施"双小行星重定向测试"任务，利用航天器撞击近地小行星"迪莫弗斯"，将其绕行另一颗小行星"迪迪莫斯"的轨道周期缩短了约33分钟。此次撞击验证了动能撞击防御技术的可行性。科学家还提出了其他处置手段，如利用核爆炸摧毁小行星、安装火箭发动机推离轨道、高能激光灼烧形成喷流改变轨道、给小行星"喷漆"改变其发射率和热惯量、利用太阳光压改变轨道，或用航天器抓取较小小行星"砸"向目标等。这些设想主要围绕推离轨道或分解小行星两条思路展开，但除动能撞击外，其他手段均处于构想阶段。

我国计划在2027年前后实施小行星在轨处置演示验证任务，首次动能撞击任务将实现三大目标：改变目标小行星轨道、全程观测撞击过程、持续观测撞击后轨道变化和形貌。基于撞击后不对地球产生威胁、观测窗口和任务发射窗口等条件，我国初步选定近地小行星2015XF261作为撞击目标。该小行星距离地球约1000万公里，直径约35.5米。动能撞击需使其产生每秒3至5厘米的速度增量，验证动能撞击的可行性，并确保100年内无撞击地球风险。未来，我国将构建小行星探测与防御综合服务系统，形成"动能撞击为主、多技术互补"的处置能力，建立近地小行星防御任务库，实现"发现即有预案、风险即能应对"。

小行星撞击是全人类共同面临的潜在威胁。构建小行星防御能力，是全人类共同的责任。中国作为负责任的航天大国，有责任、有义务、有能力贡献中国智慧、发挥中国力量，系统构建小行星探测与防御体系，与世界一起守卫地球家园。