数百万颗可能威胁地球的小行星仍未被编目

美国宇航局行星防御的最佳希望寄托于一颗拟议中的小行星探测太空望远镜。它会获得资助吗?

在变成恐龙末日的陨石坑之前,结束恐龙时代的太空岩石很可能是一颗近地天体(NEO),一颗偶尔会进入我们星球撞击范围的小行星,因为它围绕太阳运行。美国宇航局和其他航天机构现在正在开发偏转和重定向小行星的方法,以防它们靠近,但这些技术只有在我们先于它们发现危险的近地天体时才有用。然而,美国宇航局的搜索工作进展并不顺利。

2010年,美国宇航局完成了国会授权的目录编制工作,列出了直径一公里或更大的近地天体的90%以上——这些物体足够大,足以造成行星规模的灾难。目前已知没有如此灾难性大小的物体正处于与地球碰撞的轨道上,但数百万颗较小的近地天体仍然未被发现。即使是微不足道的近地天体也可能造成重大的区域性问题,例如2013年在俄罗斯城市车里雅宾斯克上空爆炸的18米岩石,造成超过3000万美元的损失,并至少造成1600人受伤。

认识到较小近地天体的威胁,国会在2005年提高了美国宇航局的标准,要求该机构在2020年之前编目直径为140米或以上的90%的中型近地天体。然而,国会未能为该机构提供足够的新资金来实现这一雄心勃勃的目标。


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因此,美国宇航局远远落后。“以我们目前的能力,2020年的截止日期是无法实现的,”美国宇航局近地天体调查项目官员林德利·约翰逊说。该机构主要依靠三架地面光学望远镜来搜寻近地天体——即使在它们最大和最近的时候,这些物体仍然非常暗淡且难以找到。这种方法将搜索限制在天文台上方天空黑暗晴朗的几个小时内。美国宇航局的广域红外巡天探测器(WISE)航天器也通过寻找近地天体被阳光加热时发出的标志性热辐射来搜寻近地天体,但WISE预计最早将于2017年停止运行。

截至2013年初,美国宇航局已经绘制了大约1400颗“潜在危险小行星”的地图。在未来100年内,没有一颗被标记为令人担忧。图片由NASA和JPL-CALTECH提供

所有这些限制意味着,目前的调查将需要再花费30到35年的时间才能找到估计潜伏在太阳系中未被发现的数万颗中型近地天体。“对于错过截止日期没有惩罚,”约翰逊说,“只要没有什么大的东西会撞击我们。”

现在,全球小行星意识的最佳希望可能是一颗名为NEOCam的拟议红外太空望远镜,该望远镜于2015年9月被该机构列入候选名单,与其他四项提案一起竞争资金,作为其高度聚焦科学任务的“发现计划”的一部分。美国宇航局将在今年晚些时候选择其中一到两项提案,以继续开发,目标是最早于2020年发射。

如果发射升空,NEOCam将使用创新的新型红外探测器,发现比迄今为止发现的所有近地天体多10倍的近地天体,从而实现国会2005年的授权。但NEOCam的选择并非必然。在联邦政府资助的太空科学这一高风险环境中,可以认为,寻找危险太空岩石的任务资金应该来自美国宇航局行星科学部门以外的其他地方,该部门一直是近期联邦预算削减的常规目标。尽管国会最近将对近地天体调查的财政支持从每年400万美元增加到4000万美元,但搜寻中型物体的太空任务的价格估计约为5亿美元。因此,如果不对近地天体计划的资金进行另一次大幅度增加,美国宇航局内部几乎没有其他地方可以轻松获得这笔资金,除了该机构的行星科学计划。

马里兰大学的天文学家、美国宇航局“深度撞击”号航天器(一项“发现级”任务)的前首席研究员迈克尔·阿赫恩说,资金争夺甚至不应该成为一个问题。鉴于国会认为这项搜索是美国宇航局一项重要的公共政策任务,它应该适当地资助这项任务本身,他解释说:“美国宇航局能否承担不起选择NEOCam的后果?这正是我所担心的。”

美国宇航局喷气推进实验室的天文学家、NEOCam的首席研究员艾米·梅泽强调,该任务是“发现计划”的绝佳候选者,因为它具有超越保护地球免受小行星撞击的科学目标。例如,该望远镜将描述一些近地天体的轨道、形状、成分和自转速度——这些信息将帮助研究人员追溯太阳系的历史,并为未来的人类和机器人深空任务选择新的目标。

但梅泽坚持认为,即使NEOCam纯粹是为了行星防御,它或类似的另一个任务仍然是值得的。“就风险与后果而言,小行星撞击的可能性不如气候变化那样令人担忧,气候变化是非常真实的,必须立即解决,”她说。“但这并不意味着我们不应该出去寻找潜在危险的近地天体。寻找将大大有助于量化我们正在处理的问题以及我们应该有多担心。这是一件合理的事情。”

李·比林斯是一位科学记者,专门研究天文学、物理学、行星科学和航天,并且是大众科学的高级编辑。他是广受好评的书籍《孤独的五十亿年:在星空中寻找生命》的作者,该书于2014年荣获美国物理学会的科学传播奖。除了为大众科学撰稿外,比林斯的文章还曾发表在《纽约时报》《华尔街日报》《波士顿环球报》《连线》《新科学家》《大众科学》和许多其他出版物上。比林斯是一位充满活力的公众演说家,曾为美国宇航局喷气推进实验室和谷歌做过特邀演讲,并曾担任《国家地理》、突破奖基金会、先锋工作室和各种其他组织举办的活动的主持人。

比林斯于2014年加入大众科学,此前曾在SEED杂志担任编辑。他拥有明尼苏达大学新闻学学士学位。

更多作者:李·比林斯
大众科学杂志 第314卷 第1期本文最初以“未知的恐惧”为标题发表于大众科学杂志 第314卷 第1期 (), 第12页
doi:10.1038/scientificamerican0116-12
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