想象一下以下情景。科学家们识别出一个潜在的全球威胁,但初始数据是零星的——不足以促使采取 drastic 行动。威胁迅速而无情地增长。曾经可以预防的事情变得不可避免。世界别无选择,只能忍受这场灾难,代价是数万亿美元和数百万人的生命。
这是新冠疫情的故事——但也同样可以是大型小行星灾难性撞击的故事。当我们从新冠疫情最糟糕的时期走出来时,我们应该吸取这个教训:低概率、高影响的事件确实会发生;但如果我们提前做好准备并采取行动,它们是可以减轻的。
小行星在某种意义上像病毒:它们数量数千万,但只有少数类型对人类构成威胁。对于小行星来说,我们必须担心的是“近地”类型——那些轨道接近我们自身轨道的类型。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
同样,与病毒爆发一样,灾难发生的可能性在任何一年都不太可能,但随着时间的推移几乎是不可避免的。正如我们原则上可以在新兴病毒造成太大损害之前开发出疫苗,在不使人生病的情况下产生免疫力一样,我们也可以类似地利用现代技术来发展全球对小行星撞击的免疫反应水平。但这需要对研究和准备工作进行持续投资——虽然美国在过去十年中花费了超过 65 亿美元用于大流行病准备工作(结果好坏参半是公认的),但国家在小行星探测和偏转工作上花费的不到十分之一。这太低了。
事实上,来自太空的撞击一直都在发生,但它们通常很小且无害。地球全年都会受到流星的撞击,这些流星只有几英寸或更小,当它们进入我们的大气层时会燃烧成流星。威胁来自更大的流星,它们有房子那么大或更大。这些撞击发生的频率较低,但它们确实会发生。2013 年,一颗直径 60 英尺的流星在车里雅宾斯克市上空爆炸,造成数千人受伤。真正大的流星——直径数英里——甚至更罕见,大约每数亿年发生一次。但它们造成的破坏可能是灾难性的。想想 6500 万年前消灭了大多数恐龙的物种大灭绝。好消息是我们已经找到了它们中的大多数,而且对我们来说幸运的是,地球不在它们的瞄准镜中。
但有一个中间地带需要我们关注:“城市杀手”小行星,它们大约有一个足球场那么大,可能会释放出相当于广岛原子弹 10,000 倍的能量。它们似乎平均每几千年撞击我们一次。可能有多达数万颗轨道靠近地球的小行星,但我们只发现了大约三分之一。
找到它们很困难。即使是大的小行星,从宇宙的角度来看也很小,并且由于其木炭般的黑色表面,在漆黑的太空背景下被伪装起来。测量反射光的地面望远镜很难看到这些小而暗淡的物体。每年只发现几百颗。为了显著提高探测率,我们需要离开地球,进入小行星的领域。我们需要一台太空望远镜。
近地天体 (NEO) 巡天者是美国国家航空航天局目前正在考虑的一台小型太空望远镜。它不是观察反射光,而是寻找小行星的热信号,这些小行星在寒冷的太空背景下发出红外辐射。在太空中,没有恶劣天气和白天限制观测,NEO 巡天者在未来 10 年内发现的城市杀手小行星可能会比过去三十年来地球上所有望远镜发现的总和还要多。
表征小行星的轨道力学数学可能像病毒爆发的指数增长一样无情。与新冠疫情期间使用的广泛检测方案一样,专门努力发现潜在危险小行星将是预防灾难的关键。改变来袭小行星的轨道以保护地球是可能的,但这会变得越来越困难,具体取决于我们离撞击有多近。提前数年(如果不是数十年)采取行动要容易得多。
在经历了十多年的官僚主义炼狱,NEO 巡天者一直在努力获得批准之后,该项目似乎已准备好向前推进。拜登政府最近提议在其最新的美国国家航空航天局预算中为这项任务提供资金;国会应该支持这项请求。建造和发射需要数年时间,但早在 2026 年,我们可能会看到首次专门努力了解小行星威胁范围的开始。
我们还需要投资于偏转技术,即小行星响应的“疫苗”。幸运的是,美国国家航空航天局即将发射一项名为双小行星重定向测试 (DART)的任务。2022 年,该航天器将撞击绕近地小行星迪迪莫斯运行的微小“卫星”,略微改变其轨道。科学家们将把变化的精确程度与他们的预测进行比较,这将帮助他们了解未来如何更有效地改变小行星轨道。这只是一次测试,但它可以发挥与 mRNA 疫苗领域多年基础研究相同的作用,这些研究最终在应用于新冠疫情时得到了回报。
我们还必须继续支持地面望远镜进行天空巡视,这可以支持天基任务的工作。例如,目前正在智利建造的薇拉·鲁宾天文台尤其擅长发现太阳系中快速移动的物体,它将极大地帮助小行星探测。(亚马逊、SpaceX、OneWeb 和其他公司提出的地球轨道卫星“大型星座”威胁要淹没我们对这些昏暗物体的视野,并使小行星探测更加困难。除了进一步确认需要位于太阳系较安静区域的天基探测器之外,对此没有简单的解决方案。)
冠状病毒大流行给人类带来了许多令人谦卑的教训。但让这一教训成为其中之一:低概率、高影响的灾难确实会发生;没有比大型小行星与地球碰撞影响更大的灾难了。我们知道,早期的认识能够促成早期的行动。现在的小额投资可以预防以后的大问题。让我们不要再次措手不及。
这是一篇观点和分析文章;作者或作者表达的观点不一定代表大众科学的观点。