太阳系的小行星会威胁地球吗

伤我心太深

在2013年2月15日，一颗陨石坠落在俄罗斯车里雅宾斯克州，导致当地近1200人受伤，造成经济损失10亿卢布。据俄罗斯科学院估计，这块坠地的陨石重10吨，以每小时至少5.4万千米的超音速进入地球大气层，在距离地面30千米～50千米时解体，爆炸威力相当于一颗小型原子弹。

这是一颗近地小行星。闯入地球大气层的近地小行星是如此可怕，然而却有人想开发近地小行星。
谷歌创始人拉里·佩奇和电影导演詹姆斯·卡梅隆共同资助一家公司，并在2012年4月24日公布了他们的近地小行星探测计划：试图开采这些近地小行星上的贵重矿产资源。但由于小行星的引力场较弱以及在太空中横冲直撞，可以说，要实现在小行星上采矿的设想将会面临诸多困难。

地球的“迷你月亮”
一个世纪前，一些奇怪的东西划破了北美洲的天空。1913年2月9日，很多目击者在北美的夜空看到了许多正在燃烧的火球，它们并不像流星雨那样拖着长长的尾巴向四方飞逝，而是在北美洲上空缓慢而有条不紊地移动着。火球最先出现在加拿大的萨斯喀彻温省，燃烧的红色火球拖着蒸汽般条纹移向东南方并经过纽约以北，随后回荡在大西洋上空。这一奇观的最后一站是百慕大群岛，此时正好有一艘蒸汽轮船驶过，见证了这最后一幕。

从这一奇观的起始地到终结地之间的距离是9200千米。能够在如此大的范围内看到这些火球，说明它们处于绕转地球的轨道上。结论是引人注目的：那天晚上人们看到的，很可能是地球的一颗早期未被发现的小型月球的瓦解过程。
1913年的事件并不是唯一的。小行星轨道的计算机模型显示，太空中一些直径几米的小行星如果距离地球很近，它就会被地球的引力场所捕获。但是，这些小行星中只有很少的一部分会瓦解并撞向地球，而许多绕转地球的小行星是观测不到的，它们的轨道比月球还要远，之后便悄无声息地滑入深空。然而，当它们的轨道距离接近地球时，便会成为地球的“迷你月亮”。这些“迷你月亮”不但比我们想象中更加普遍，而且还能在揭示太阳系演化中扮演重要角色。

一颗行星捕获一颗小型天体并不足为奇，木星就是这方面的大师。1994年7月，木星最著名的猎物便是“苏梅克-列维9”号彗星。随后，这颗巨行星将“苏梅克-列维9”号彗星撕成碎片，那真是一场惊心动魄的“星球之战”。

幸运的是，地球的引力并不像木星那样强，这也意味着诸如木星那样的撞击事件几乎不会发生在地球上。一些近地小行星来自于火星和木星之间的主带小行星。然而，用来监测有可能撞击地球的小行星的望远镜发现，太阳系中有越来越多的小行星。其中，由远古时期大型天体撞击后的碎片形成的小行星很小，这些体积较小的小行星如果距离地球很近，那就很可能被地球捕获并围绕地球公转（或许时间很短）。
追踪“迷你月亮”
赫尔辛基大学的迈克尔·格兰维克和他的同事是那些飞过夜晚的小行星的追踪者。格兰维克小组的计算表明，一些“迷你月亮”的直径可能只有几米，其与地球的距离可能是地月距离的12倍远。由于受到太阳和其他行星的摄动，这些“迷你月亮”在地球引力场中的旅行是很微妙的。结果，格兰维克的模型显示，许多“迷你月亮”仅在地球周围停留近9个月，就会再一次滑入深空。或许最令人感到惊讶的是，如此短暂停留的“迷你月亮”是件稀松平常的事情。格兰维克说：“或许，现在就有一颗这样的‘迷你月亮’。”

找到一颗“迷你月亮”并不容易，这是因为它们的体积较小，所以很难捕捉到其反射光。目前，美国夏威夷的泛星计划望远镜正在寻找具有潜在威胁的近地小行星。但是，这些巡天计划并没有足够的能力来搜寻直径只有几米的“迷你月亮”。

然而，格兰维克和其他人经常看到的却是类似“迷你月亮”的太空垃圾。美国航空航天局喷气推进实验室的保罗·克达斯说：“在我们观测到的6个目标中，有5个是太空垃圾。”剩下的一颗呢？有可能真的是“迷你月亮”。
2006年9月14日，卡特里那巡天系统探测到一颗正在地球轨道上的目标——这颗名为2006 RH120的小行星是2006年7月被地球捕获的。正如天文学家观测到的那样，它仅仅花费3个月的时间就绕转地球3圈。其他一些被认为是太空垃圾的，在进入月球轨道后又再一次慢慢飘走。

为了区别于太空垃圾，克达斯分析了2006 RH120的轨道。首先，小行星相对于太空垃圾较致密，它们的运动是借助引力的推动；而太空垃圾几乎中空，其运动主要是借助太阳光压的推动。被记录的这颗2006 RH120，其直径大约是5米。现在，这颗小行星如同地球一样在围绕太阳公转，到2017年，该小行星正好同我们地球分别位于太阳的两边。而它再次拜访地球的时间很可能是2028年左右。

格兰维克怀疑，天文学家已经看到了一些真实的“迷你月亮”。“当观测者看到一个目标处于地球轨道的时候，”他说，“他们会想这个目标仅仅是太空垃圾。因此，不会太在意这些目标。”他希望新的巡天计划开启对这些“迷你月亮”的观测。计划于2019年完成的大口径全天巡视望远镜，其口径为8.4米（主要用以搜寻小行星），应当能轻松快速地发现这些“迷你月亮”。“如果未来我们找到了这些‘迷你月亮’，那么我们将有机会来研究这类之前从未看到过的小行星，”格兰维克说，“我们还能够很容易地向它们发射探测器。”

的确，这些任务的耗资是巨大的。小行星是行星形成过程中的残留物，它们的成分是岩石和金属，永远也不可能合并成更大的天体。因此，这些小行星保留了很多行星形成的线索，例如形成行星的原始成分（包括促进地球上生命起源的有机成分）。
飞向“迷你月亮”
近年来，试图从一颗小行星上采集样本的行星科学家可以说是费尽心机，针对一颗“迷你月亮”的任务或许会为他们提供超越其狂野梦想的更多便利和恩赐。日本空间局的“隼鸟”号探测器在遭受了挫折和延迟之后，最终于2003年开始了以近地小行星“丝川”为目标的旅程。

在飞行过程中，“隼鸟”号受到了猛烈太阳风暴的袭击，其太阳能板也因此损坏了。此后，它不得不降低探测器的能耗并缓慢地飞行。2005年，“隼鸟”号到达小行星“丝川”，但在试图着陆的过程中失去了联系。尽管“隼鸟”号遭遇了重重险关，但幸运的是，2010年6月，“隼鸟”号跌跌撞撞地回到地球，并带回了小行星的珍贵样本。

为了与小行星交会，探测器一般要花几个月甚至几年的时间在太空飞行。相反，一艘用于探测“迷你月亮”的探测器，只需要几周甚至是几天的飞行时间。格兰维克说：“对于一颗直径仅几米的‘迷你月亮’而言，我们甚至可以将其完整地带回地球进行研究。”
除了科研价值外，“迷你月亮”很可能给人类带来更多的财富——贵金属。小行星主要分成三类：
M型小行星主要是由金属构成；
S型小行星属于石质且富含铁、镍以及镁等稀有金属的小行星；
C型小行星是最普遍的一类，其构成元素与宇宙平均丰度几乎相同，只是不含氢和氧。

20世纪80年代，人们曾谈论起在小行星上开矿必须穿上太空服之类的话题。现在，这些想法重新成为了时尚。重新关注太空服的原因是：在过去的10年里，黄金和其他一些贵金属的价格稳步上升。1994年，美国行星科学研究所的威廉·哈特曼估算，一颗2000米宽的小行星可能富含25万亿美元的矿产资源！这足够用来偿还美国15万亿美元的国债，并且使投资者变得很富有。

当然，困难是这些资源并不是触手可及的。然而，“迷你月亮”可以改变这些情况，尽管这些“迷你月亮”的直径是小行星的千分之一，尽管它们距离我们仍然很远。“如果它们被地球捕获，一下子就能把距离拉近，这样开采就变得可行了。”克达斯肯定地说，尽管他仍然不确定在空间采矿的可行性到底有多大。
清华大学航空航天工程师宝音贺西及同事，在确定了被地球捕获的小行星的可能规模后指出，对一些足够靠近地球的近地小行星，通过发射导弹或在小行星上设置太阳帆，便能将其“推”进地球轨道。他们认为，这可能是在近地小行星上采矿的有效手段之一。

随着世界人口的剧增，对资源的需求也在不断增大，或许这是在小行星上进行资源开采的推动力之一。此外，诸如太空探索技术公司等私营空间公司的出现，使得空间任务的成本急剧下降。太空探索技术公司发射火箭的费用可以低至每千克2000美元以下。
即便如此，克达斯还是持怀疑态度。“研制小行星着陆装置是昂贵的，如果还要在上面开采矿产并将其带回地球，其成本必然更高。”他说，“我不确定太空旅行能否足够廉价，以至于在小行星上采矿都变得可行。”
即使在小行星上采矿的提案永远得不到支持，但“迷你月亮”仍然是一项不可或缺的资源。当我们仰望夜空的时候，我们有足够的理由相信，它们就在那里，并如同地球的果实一样被地球捕获而围绕地球公转。

lovelingever

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伤我心太深

lovelingever 发表于 2015-4-4 13:26
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