作者:李明濤 中國科學院國家空間科學中心研究員

國際小行星中心近日(2023年11月22日)發布公告確認墨子巡天望遠鏡新發現兩顆近地小行星,這是墨子巡天望遠鏡發現的首批近地小行星。這個發現有什么值得關注的地方呢?

首先我們說說墨子巡天望遠鏡,這是中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺聯合研制的大視場光學望遠鏡,口徑高達2.5米,是目前全球設計能力最強的光學時域巡天設備。墨子望遠鏡于今年(2023年)9月17日發布首光圖像。這次發現近地小行星,標志著墨子望遠鏡的調試運行取得了關鍵進展,也為后續開展業務化的近地小行星搜尋監測奠定了堅實的基礎。

然后,我們說說為何科學家對小行星這么感興趣?小行星是46億年前,太陽系形成早期遺留的碎片,被稱為太陽系的時光膠囊。對小行星進行探測,可為揭示太陽系形成與早期演化等重大科學問題提供線索,因此小行星探測是世界深空探測的熱點之一,美國、日本等航天國家都實施了小行星探測計劃。

小行星上還蘊藏著寶貴的礦產資源,比如水、有機物、鐵、鎳甚至鉑金等貴金屬。美國在2023年發射了一顆探測器,計劃對小行星帶中的“靈神星”進行近距離探測。“靈神星”是一顆幾乎全金屬的小行星,直徑超過200千米。據估計,“靈神星”的金屬價值高達1000億億美元,相當于每個地球人可以分到約100億人民幣。因此,太空采礦也是商業航天的發展方向之一。

當然,小行星也會帶來災難。近地小行星會進入到地球軌道附近,存在撞擊地球的風險。科學界普遍認為,6600萬年前,一顆直徑大約10千米的小行星撞擊了北美墨西哥灣,改變了地球的氣候環境,導致了包括恐龍在內全球75%物種滅絕。

正因為小行星巨大的科學研究價值、資源開發價值以及對地球生命的重要威脅,科學家對小行星非常感興趣。墨子望遠鏡的主要科學目標之一就是搜索和發現太陽系中的近地小行星,為開展行星科學研究、資源開發利用和小行星防御提供支持。這次發現的兩顆小行星,其中就有一顆對地球具有潛在威脅的近地小行星。但大家不必擔心,經過計算分析,在可以預測的時間尺度內,這顆小行星對地球沒有任何威脅。相信未來,墨子望遠鏡還會源源不斷地做出更多科學發現,給我們帶來更大的驚喜。

說到這里,你肯定想知道,太陽系中哪顆小行星最危險。美國宇航局綜合小行星撞擊地球的可能性、撞擊地球引發的危害規模等因素,對近地小行星的危險程度進行了排序。在目前已經發現的小行星中,對人類威脅最大的是貝努(Bennu)小行星,其在2182年9月24日接近地球時,撞擊地球的可能性為0.037%。貝努小行星直徑大約490米,一旦撞擊地球,可能引發洲際級災難,導致數百萬人喪生。不過2182年距離我們還有超過150年,相信屆時人類一定可以安全處置貝努小行星。值得一提的是,貝努小行星也是美國奧西里斯王號(OSIRIS-REx)小行星探測器的目標小行星。該探測器已經在2023年9月將攜帶貝努小行星樣品的返回艙帶回了地球,而探測器則繼續飛向著名的阿波菲斯(Apophis)小行星,并更名為奧西里斯頂點號(OSIRIS--APEX),在阿波菲斯小行星2029年抵達地球時對其開展探測。初步分析表明,貝努小行星的樣品中含有水和有機物。有科學家認為地球上的水可能是小行星或者彗星撞擊帶來的。也許科學家通過對貝努小行星樣品的研究,將為揭開地球上水的起源提供關鍵線索。

近地小行星同樣是中國航天的重點關注目標之一。中國“天問二號”小行星探測計劃已經工程立項,預計2025年發射,將完成對近地小行星2016 HO3取樣返回和主帶彗星311P的繞飛探測。更加讓人振奮的是,2020年以來,中國國家航天局組織開展了我國小行星防御中長期發展規劃和中國首次小行星防御在軌驗證任務方案論證,計劃在2030年前完成我國首次小行星防御在軌驗證,對一顆直徑約30米的小行星實施抵近探測和撞擊防御試驗。這將是繼美國“雙小行星重定向測試(DART)”任務后,人類第二次開展對近地小行星的撞擊防御試驗,也將是人類首次直接改變一顆近地小行星相對太陽的軌道。相信在未來,中國航天一定會在小行星領域有所作為,為保衛地球家園、構建人類命運共同體貢獻更多中國智慧、中國方案和中國力量。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

作者:李明濤

審核:茍利軍 中國科學院國家天文臺 研究員

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