小行星阿波菲斯已准备好近距离观测——但我们准备好了吗?2029 年,这颗相当大的太空岩石将从离地球-月球距离十分之一的范围内掠过地球。科学家和工程师们正在争分夺秒地准备航天器交会,以便第一手观测这次罕见的相遇。
该项目被称为“快速阿波菲斯空间安全任务”,简称“拉美西斯”,来自欧洲航天局(ESA)。根据欧空局 7 月 16 日宣布该任务的声明,“拉美西斯”号必须在 2028 年 4 月之前发射——时间表非常紧迫,尤其考虑到欧空局预算的特殊性意味着“拉美西斯”号尚未完全获得资金。但相应的机会也具有历史意义:“拉美西斯”号将于 2029 年 2 月左右抵达阿波菲斯,大约在小行星呼啸掠过地球之前两个月,科学家估计,对于像阿波菲斯这样大小的天体来说,这种宇宙级的擦肩而过大约每 7500 年才会发生一次——几乎和帝国大厦一样宽。
“这将是现代人类历史和人类文明进程中,如此巨大的天体如此接近地球的第一次,”亚利桑那大学的行星科学家丹妮·德拉吉斯蒂娜说,她领导着另一个美国宇航局的任务,该任务也计划晚些时候抵达阿波菲斯。预计在近距离遭遇期间,地球的引力将以或小或大的方式改变这颗小行星。阿波菲斯将稍微偏离其绕太阳运行的轨道,其大约 30 小时的自转周期可能会缩短或延长,滑坡和地震可能会重塑其表面。
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科学家在 2004 年首次探测到阿波菲斯后不久就开始担心它,当时他们意识到这颗太空岩石的轨道使其有可能在 2029 年与地球发生碰撞。此后,对小行星绕太阳运行路径的仔细研究表明,不仅 2029 年的飞越是无害的,而且在可预见的未来,地球对阿波菲斯来说是安全的。
这是非常好的消息——据估计,阿波菲斯的直径为 1100 英尺(335 米),如果它真的撞击地球,将造成严重破坏。最近一次引人注目的小行星撞击地球事件是 2013 年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸,释放的能量相当于约 440 千吨 TNT 炸药,造成 1600 多人受伤。科学家估计,那颗小行星的直径仅为 17 至 20 米。1908 年早些时候发生的一次撞击事件,现在被称为通古斯事件,一颗直径 40 米的小行星爆炸,在西伯利亚偏远地区超过 2000 平方公里的范围内,击倒了约 8000 万棵树木。
尽管科学家现在可以放心地将阿波菲斯从当前人类面临的末日威胁清单中划掉,但他们尚不确定地球附近的其他每颗小行星都同样无害。因此,考虑到行星防御的科学家们渴望利用 2029 年阿波菲斯飞越的机会,来一次千载难逢的机会,了解这些与地球如此近距离接触的太空岩石。
“像阿波菲斯这样的小行星撞击地球是一个极其罕见的事件,但有知识总比措手不及要好,”麻省理工学院的行星科学家理查德·宾泽尔说,他多年来一直致力于提高人们对 2029 年飞越所带来的科学机会的认识。
美国宇航局已经重新安排了 OSIRIS-REx 任务,使其花费两年时间环绕阿波菲斯运行,但该探测器要到近距离遭遇后不久才能到达那里。它迟到是有充分理由的——那是它在去年秋天完成主要任务后,即从一颗名为贝努的小行星向地球运送珍贵物质后,能够到达的最早时间。(该任务现在被称为 OSIRIS-APEX,由德拉吉斯蒂娜领导。)
德拉吉斯蒂娜和她的同事们确信,他们可以使用该任务的数据来重建与地球的近距离飞掠如何影响了阿波菲斯。但像“拉美西斯”这样的任务,其目标是在与地球相遇前两个月开始在阿波菲斯停留六个月,可以提供对小行星飞掠前状态的无价观测。“拉美西斯”甚至可以提供阿波菲斯对地球引力做出反应的整体观测,欧空局“拉美西斯”项目负责人保罗·马蒂诺说。该机构还希望为航天器配备一个更小的、可部署的伴随飞行器,该飞行器可以在相遇前降落在阿波菲斯上,以获得第一手的地面实况报告。
当然,这需要欧空局在不到四年的时间内冲刺完成一项雄心勃勃的星际任务的建造、测试和发射,才能赶上紧迫的时间表。之所以有可能,仅仅是因为“拉美西斯”号航天器基本上是欧空局“赫拉”任务的孪生兄弟,只是对其太阳能电池板和燃料箱进行了微小的调整,马蒂诺说。“赫拉”号计划于今年秋天发射,以勘测迪迪莫斯和迪莫弗斯双小行星,那是 美国宇航局在 2022 年用双小行星重定向测试 (DART) 任务撞击的目标。
这两个任务的关联不仅仅在于航天器设计。DART 任务测试了人类是否可以轻推小行星的轨道以避免与地球碰撞,以备不时之需——这是行星防御的关键原则。“拉美西斯”将测试该领域的另一个方面:如果人类发现一颗小行星正朝着地球飞来,是否可以快速发射航天器去勘测目标,从而制定干预任务。“拉美西斯”和 OSIRIS-APEX 收集的观测数据也应有助于科学家了解太阳系中太空岩石的结构——这对于任何避免末日未来的任务都至关重要。