恐龙灭绝是因为他们没有太空计划——NASA
小行星2024 YR4的发现图像
2024年年底,天文学家注意到天空中的一个异常点。智利的一台望远镜在夜空中发现了一个微弱的光点,但它并不属于已知的恒星、彗星或小行星。
这一发现来自“近地小行星撞击预警系统”(ATLAS),它是一个由NASA资助的项目,专门用于探测可能威胁地球的小行星。
几天之内,科学家们收集到了足够的数据,确认这颗编号为2024 YR4的小行星将在2028年和2032年两次接近地球。经过计算,天文学家排除了2028年撞击地球的可能性,但2024 YR4仍有可能在2032年12月22日撞上地球。
撞击概率有多大?
近期计算结果有所波动。截至2月6日,NASA近地天体研究中心估算,2024 YR4在2032年撞击地球的概率为1.9%。欧洲航天局(ESA)给出的概率略低,为1.8%。换句话说,NASA认为其撞击概率约为1/53。这一概率大约是人一生中死于车祸风险的两倍(根据美国国家安全委员会的数据)。
这些数据比上个月的估算略高。此前,ESA估算的撞击概率为1.2%。不过,科学家预计,在未来几周或几个月内,这一数字很可能会降至零。
ESA对此并不感到意外:“通常情况下,小行星的撞击概率在初期会有所上升,但随着更多观测数据的加入,它往往会迅速降至零。”
小行星2024 YR4有多大?
科学家估算,2024 YR4的直径在40到90米之间,足以对撞击地点造成局部破坏。1908年发生在西伯利亚的通古斯大爆炸,据推测是由一颗类似2024 YR4大小的小行星引发的,导致约1287平方公里的森林被夷为平地。2013年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的陨石,其直径约为20米。
天文学家使用“都灵撞击危险指数”来衡量小行星撞击风险。目前,2024 YR4被评为3级,这意味着它需要天文学家、公众和政府密切关注。自1999年该指数建立以来,仅有一次其他小行星达到类似级别——2004年,阿波菲斯小行星(Apophis)一度被评为4级,但后续观测排除了其2029年撞击地球的可能性。
如果2024 YR4真的撞击地球,爆炸可能会造成50公里范围内的破坏。如果它在大气层中解体,冲击波可能会影响更远的地区。
这张照片上的红点显示了小行星2024 YR 4在2032年12月22日的可能位置,正如蒙特卡洛模拟所预测的那样。正如这张图片所显示的,大多数模拟项目都预测小行星会与地球擦肩而过。
如何精准预测它的轨道?
目前,科学家的观测到,2024 YR4围绕太阳运行,其运行轨道呈椭圆形,最接近太阳时会进入地球轨道以内,最远时会进入小行星带外缘。
不过,确定其轨道仍然存在挑战。ESA指出,这颗小行星目前正几乎沿直线远离地球,使得研究其轨迹弯曲程度变得困难。此外,它将在今年4月前变得太远,难以继续观测。因此,科学家们必须尽快使用更大的望远镜来收集更多数据。
在今年的观测窗口期结束时,2024 YR4的撞击概率可能会上升至数十个百分点,也可能会降至1%以下,从而解除警报。ESA表示:“如果在短时间内无法完全排除撞击可能性,该小行星可能会一直留在ESA的风险名单上,直到2028年再次可观测。”
该如何应对?
如果未来几个月的数据仍显示小行星存在撞击风险,各国可能需要采取行动。本周,国际“太空任务规划顾问小组”(SMPAG)首次开会,讨论如何应对这一风险。该小组由NASA、ESA、中国、俄罗斯等航天机构的代表组成,负责协调全球小行星防御计划。
小组决定,再给天文学家几个月时间收集更多数据,以便更精确地计算轨道。他们计划在4月或5月再次开会,如果风险显著增加,也可能提前召开会议。如果届时撞击概率仍高于1%,他们将向联合国外层空间事务办公室(UNOOSA)提交应对建议。
如果确认小行星构成威胁,各国航天机构可能会考虑采取偏转任务。NASA曾在2022年成功演示了一次小行星偏转实验——DART任务(双小行星重定向测试)。该任务利用一艘航天器撞击一颗比2024 YR4大两到四倍的小行星,成功改变了其轨道。这表明,如果有足够的准备时间,人类可以通过类似手段偏转小行星,避免灾难。
不过,偏转任务需要尽早启动,不能等到最后一刻才行动。好莱坞电影中常见的“核武器解决方案”也并非最佳选择,因为直接引爆可能会将小行星炸成多个碎片,反而增加威胁。不过,最新研究表明,在远距离引爆核武器,利用X射线辐射推动小行星偏离轨道,可能是一个可行方案。
如果到2028年仍无法排除撞击风险,那么留给人类干预的时间将所剩无几。因此,如果未来几个月风险没有下降,各国可能需要认真考虑干预措施。
即使无法偏转小行星,政府仍有充足时间制定应急预案,例如疏散可能受影响的人口。尽管2024 YR4撞击的可能性很低,但它的影响范围相当于一座大城市。不过,最可能的撞击地点是偏远地区或海洋。预测数据显示,它可能落入东太平洋、南美洲北部、大西洋、非洲、阿拉伯海或南亚区域。
反思:为什么需要太空计划?
NASA内部有一个流传已久的笑话:“恐龙灭绝是因为它们没有太空计划。”无论2032年发生什么,人类都不会因此灭绝,但类似事件正是人们支持太空探索的原因之一。
2019年的一项调查显示,68%的美国人认为,NASA监测小行星、彗星等潜在威胁至关重要。相比之下,只有四分之一的受访者认为重返月球或登陆火星同样重要。
相较于载人探月或火星任务,小行星监测和偏转的成本要低得多。从纳税人的角度来看,这部分NASA的工作可谓“物超所值”。
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