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先糾正一下，所謂“炮轟”是媒體(ti) 使用的一個(ge) 形容詞，準確的說法是撞擊。

撞擊的炮彈叫“深度撞擊號”/

北京時間2005年7月4日13點52分，在距離地球1.3億(yi) 公裏的地方，上演了一場“炮轟”彗星的大戲，這場戲許多網友可能不知道，但在科學界，尤其是天文物理學界卻引起了很大反響，要知道這可是人類第一次將“戰火”漫延到一顆小行星上。

這顆作為(wei) 靶子的小行星是一顆彗星的彗核，被稱為(wei) “斯坦普一號”，大小約為(wei) 長14公裏，寬5公裏。炮轟這顆彗星的炮彈叫“深度撞擊號”，是NASA（美國航空航天局簡稱）從(cong) 1999年開始籌劃，經過五年多的研製，於(yu) 2005年1月13日發射的一艘探測器，耗資3.3億(yi) 美元。

經過5個(ge) 多月的追蹤，“深度撞擊號”行程4.3億(yi) 公裏接近了這個(ge) “靶標”，在觀測拍攝了大量資料傳(chuan) 回後，以比炮彈快十倍、每秒10.2公裏的相對速度，一頭撞上彗星彗核，完成了人類“首撞”的偉(wei) 大使命。

實施撞擊的是探測器7月4日在靠近“斯坦普一號”50公裏時，釋放的一個(ge) 撞擊器器，這個(ge) 撞擊器由銅和鋁構成，質量為(wei) 370公斤，撞擊能量達到4.7噸TNT炸藥當量，整個(ge) 過程隻用了3.7秒。

探測器欣賞到了撞擊產(chan) 生的太空焰火，但由於(yu) 撞起的煙塵遮蔽了撞擊點，無法看清撞擊後的情況，恰好歐空局發射的“羅塞塔號”彗星探測器也在附近，距離相撞地點8000萬(wan) 公裏，通過一周的觀察拍攝，發回了大量“坦普爾一號”被撞後雲(yun) 霧的變化資料。

天文學家們(men) 通過研究這些資料，得出這次撞擊在彗星表麵產(chan) 生了一個(ge) 半徑約30米的大坑，有5000多噸灰塵以每秒110~300米的速度被拋離彗核，還有約5000噸的冰和約15噸的氫氰酸以冰粒形式被拋向太空，在太陽輻射下迅速升華為(wei) 氣體(ti) 。

最終NASA宣稱，在彗核上留下了一個(ge) 足球場般大，深度達到30~50米的撞擊坑，但撞擊隻導致彗星的速度變化了0.0001毫米每秒，彗星未來的近日點將減少10米。

由此，這次撞擊試驗得到如下成果：首先，人類首次看到了彗核是什麽(me) 樣子，並且分析了彗核的物質組成，為(wei) 進一步探索了解太陽係誕生、地球上的水和生命起源等具有重大幫助；其次，探測器的遠程無人控製技術堪稱完美，萬(wan) 裏穿針式的精準撞擊令人震撼，對未來人類更深遠的太空探索積累了寶貴經驗。

要知道，如果稍有偏差，撞擊器就有可能擦邊而過而落空，幾億(yi) 美元就打了水漂。那麽(me) 這種撞擊出了以上成果，根本目的是為(wei) 了啥呢？主要還是為(wei) 了應對小行星威脅，因為(wei) 這種威脅曾經毀滅過地球80%的物種，科學家們(men) 就一直想通過研究小行星，找到規避的方式。

小行星撞地球為(wei) 啥會(hui) 導致巨大災難/

許多網友總會(hui) 低估小行星撞擊的力量，認為(wei) 不過就是一些太空碎片撞擊地球嗎，火山噴發也就那麽(me) 回事，怎麽(me) 可能會(hui) 導致人類毀滅性災難呢？火車相撞也就那麽(me) 回事，一顆十幾二十米的小行星，怎麽(me) 可能形成通古斯大爆炸和車裏雅賓斯克地區那種巨大威力呢？

這是對速度與(yu) 能量關(guan) 係認知的缺乏。同一個(ge) 質量的物體(ti) ，速度越大，撞擊的能量就越大，而且隨著速度加快，撞擊能量就會(hui) 呈指數級提升。一個(ge) 很簡單的例子：你拿個(ge) 木棒輕輕碰一下腦袋和快速打向腦袋，後果能一樣嗎？

那麽(me) 小行星撞擊地球的速度有多快呢？根據圍繞著太陽運動的環繞速度和逃逸速度計算，小行星運行速度一般應在30~42公裏之間，至於(yu) 撞上地球的相對速度，就要看從(cong) 哪個(ge) 角度撞過來了。

如果正好從(cong) 地球公轉軌道前方撞入，其速度就是小行星本身速度加上地球公轉速度，至少在60公裏到72公裏之間；而從(cong) 不同的側(ce) 麵或後麵撞入，其速度就有許多變化了。

因此，小行星撞擊地球相對速度快慢不等，從(cong) 過去撞向地球的小天體(ti) 來看，一般都在每秒10公裏到40公裏之間。據一些專(zhuan) 家考證，6500年前毀滅恐龍的那顆小行星直徑約10公裏，撞擊速度每秒約30公裏；導致通古斯大爆炸的那顆小行星直徑約20米，撞擊速度每秒約20公裏；撞入車裏雅賓斯克地區的小行星直徑約17米，速度每秒約19公裏。

假設這些小行星是岩石小行星，按花崗岩密度每立方米2.7噸計算，根據球體(ti) 積公式可得出它們(men) 的質量約為(wei) ：直徑10公裏的小行星質量為(wei) 1.4萬(wan) 億(yi) 噸，直徑20米的小行星質量為(wei) 11310噸，直徑17米的小行星質量為(wei) 6173噸。

當然，很小的小行星並非是完美球型，更多的是土豆型等不規則形狀，因此這裏的計算隻供參考。

撞擊能量公式為(wei) E=1/2mv^2，這裏的E表示能量，m表示撞擊物體(ti) 的質量，v表示撞擊速度。根據這個(ge) 公式，我們(men) 來簡單計算一下這些小行星撞擊的能量有多大。

6500萬(wan) 年前，導致恐龍等80%左右物種滅絕的那顆小行星，撞擊能量可達150萬(wan) 億(yi) 噸TNT炸藥爆炸能量。一些資料介紹，科學家測算的撞擊能量約為(wei) 120萬(wan) 億(yi) 噸TNT當量，這說明其計算時取的密度或速度值與(yu) 我略有偏差。

導致通古斯大爆炸的小行星撞擊能量約為(wei) 54萬(wan) 噸TNT炸藥爆炸能量；撞擊車裏雅賓斯克地區的小行星能量約為(wei) 26.6萬(wan) 噸TNT炸藥爆炸能量。當然，這些小行星可能並非都是岩石性質，有些可能是彗星冰質，這樣撞擊能量雖然會(hui) 有所降低，但破壞力依然巨大。

許多專(zhuan) 家分析認為(wei) ，導致通古斯大爆炸的就有可能是一顆二十幾米的彗星，在還沒到地麵的上空就爆炸蒸發了，即便這樣，其能量也達到20萬(wan) 噸以上的TNT當量，空中爆炸的衝(chong) 擊波威力更大，因此摧毀了幾千平方公裏的樹木。

而有的專(zhuan) 家們(men) 認為(wei) 撞擊車裏雅賓斯克地區的那顆小行星，真實的爆炸能量達到45萬(wan) 噸TNT當量，相當於(yu) 30顆廣島原子彈同時爆炸威力，才導致衝(chong) 擊波影響了數千平方公裏，7000多棟房屋受損、玻璃被震碎，1500人受傷(shang) 的後果。

這就是小行星撞擊為(wei) 什麽(me) 能夠造成毀滅性災難的原因。

小行星撞擊的概率和防範措施/

在太陽係空間飛行的小行星有無數顆，小行星由於(yu) 很小，遠了就看不見，因此絕大多數就看不到，隻有距離比較近的一些才能夠被發現。現在已經被確認的小行星就有120多萬(wan) 顆，其中57%已經有正式編號，已知大於(yu) 4公裏的小行星有數百顆，大於(yu) 1公裏的有2000多顆。

在這些小行星中，對人類威脅最大的是近地小行星，就是其運行軌道與(yu) 地球軌道相交的小行星，這類小行星現在已經發現的有25000餘(yu) 顆，其中對地球具有潛在威脅的有2200餘(yu) 顆。近地小行星中1公裏以上的就有500多顆，任何一顆撞擊地球，都會(hui) 帶來毀滅性的災難。

這些小行星撞擊地球的概率有多大呢？天文學家們(men) 通過科學建模，得到的數據是：直徑大於(yu) 1公裏的小行星撞擊地球的概率為(wei) 10萬(wan) 年1次；直徑10米的小天體(ti) 撞擊地球的概率為(wei) 3000年一次。

許多科學家認為(wei) ，小行星撞擊的風險嚴(yan) 重被低估。事實上我們(men) 也看到，直徑10米的小行星在近百年來就已經發生過很多次了。根據NASA公布通過傳(chuan) 感器收集的數據，從(cong) 1988年到現在，全球發生的火球事件（小行星碎片撞入大氣層燃燒）已經有上千起。

而1公裏以上的小行星撞擊地球已經過去6500萬(wan) 年了，因此受到這種較大小行星撞擊的概率就會(hui) 越來越大。早在上個(ge) 世紀，科學界就開始高度重視小行星撞擊的防範，最早提出這個(ge) 課題的是麻省理工學院的教授們(men) ，將這個(ge) 問題作為(wei) 課題提供給課堂的學生。

聯合國於(yu) 2008年成立了預警和監測小行星的組織，叫太空探險家聯合會(hui) ；2013年，正式創建了專(zhuan) 門應對小行星危害的“國際小行星預警小組”。別看隻是一個(ge) 小組，卻是由全世界各地科學家、天文台和空間機構聯合組成，其可調動力量十分龐大。

但幾十年來，對於(yu) 小行星的防範一直停留在監視上，甚至有時候防不勝防。比如2019年7月25日，一顆後來命名為(wei) 2019 OK的小行星與(yu) 地球擦肩而過，直到掠過地球的前一個(ge) 小時才發現，這顆小行星大小在57米*130米，如果撞上地球會(hui) 毀滅一個(ge) 州！

因此，監測還需要大大加強，且發現得越早，才能起到越大的防範作用。但如何避免6500年前那種毀滅性撞擊，讓人類得以更久遠地延續呢？科學家們(men) 已經設想了很多辦法，如動能撞擊、引力拖曳、核彈爆破等等，目的就是讓小行星偏離軌道，不要撞上地球。

遺憾的是，迄今為(wei) 止還沒有找到一個(ge) 切實可行的方法，因為(wei) 在地球上是沒法驗證這種理論的，必須找到一顆真正的小行星來試驗。科學界一直在持續不懈的努力，NASA依然走在前麵，17年前的“炮轟”彗星試驗就是一次嚐試。

而在今年的9月份，NASA將再次上演一場撞擊大戲，這次撞擊的對象是一個(ge) 叫“迪蒂莫斯”的雙小行星係統，撞擊的“大炮”早已出發。

今年的小行星撞擊大戲如何上演/

這場戲在2021年就已經拉開了序幕，北京時間11月24日14點20分，一顆被命名為(wei) “DART”的航天器從(cong) 美國範登堡基地發射成功，朝著一顆叫“迪蒂莫斯”的雙小行星係統飛去。這艘航天器的尺寸為(wei) 1.8*1.9*2.6米，發射質量為(wei) 610公斤。

這次任務稱為(wei) “雙小行星重定向測試”，主角就是“DART”航天器，其任務隻有一個(ge) ，就是追上“迪蒂莫斯”，然後一頭撞上其中較小的那顆小行星，以身殉職獲得一係列數據。它是又一個(ge) 為(wei) 人類能夠活得更長久而獻身的AI，人類未來的忠烈祠裏應該給“DART”留一個(ge) 位置。

“迪蒂莫斯”雙小行星的主星就叫Didymos，平均直徑約780米，2.26小時自轉一周；次星叫Dimorphos，直徑約160米，11.9個(ge) 小時圍繞著主星轉一圈，兩(liang) 星相隔約1公裏。這顆小行星軌道在可預見的未來對地球並沒有什麽(me) 威脅，但近地點距離又不太遠，因此正好用來進行撞擊試驗。

“DART”的任務就是撞向次星，撞擊時質量還剩餘(yu) 550公斤，速度為(wei) 6.6公裏，撞擊的能量可達到5.7噸TNT當量。這次撞擊被認為(wei) 是人類曆史上第一次嚐試挑戰偏轉小行星軌道，科學家們(men) 形容這次撞擊有點像用一輛高爾夫球車，撞擊一個(ge) 裝滿石頭的足球場。

預計撞擊會(hui) 在小行星表麵形成一個(ge) 10米的撞擊坑，並讓其公轉速度改變1%左右，周期縮短約10分鍾，從(cong) 而導致雙小行星整體(ti) 改變其運行軌跡，實現“重定向”。2005年的撞擊在彗星上形成了一個(ge) 半徑30米的坑，相比之下這次撞擊隻能形成10米直徑的坑，說明這顆小行星密度比彗星大多了。

通過對撞擊效果的觀測和計算，將會(hui) 得到許多寶貴的數據，通過這些數據分析，就能夠得到未來小行星朝我們(men) 奔來時，采用多大力量能夠偏轉其軌道，讓地球躲過一劫。這可能是目前解決(jue) 小行星撞擊威脅最直接有效的辦法，如能夠成功，則為(wei) 人類之大幸。

這項計劃早在10年前的2012年就開始醞釀了，原定是由美國NASA和歐空局合作完成，NASA負責撞擊，歐空局負責探測觀察，通過先發送一艘探測器到達“迪蒂莫斯”附近，研究小行星表麵物理特性、地質成分、內(nei) 部結構等，隨後等撞擊發生後，再觀測撞擊後的情況，得到前後更精確的對比。

但任務難度很大，何況還有資金困難，任務進行到中途歐空局無力堅持下去，由此停了下來。不過後來歐空局又撿起了這個(ge) 計劃，隻是另行設計了一個(ge) 更小型叫“赫拉”的探測器，預計要到2026年發射，屆時前往追蹤“迪蒂莫斯”，評估DART撞擊的影響。

為(wei) 了更好地觀測撞擊過程和結果，DART航天器隨身攜帶了一個(ge) 叫“LICIA”的小立方衛星，會(hui) 在撞擊前10天釋放出來。這顆衛星由意大利提供，上麵配備了兩(liang) 台相機，其中一台叫“LEIA”的高分辨率黑白相機，可在撞擊時拍攝小行星表麵高清黑白圖像，讓科學家查看分析產(chan) 生的羽流和碎片；另一台叫“LUKE”的相機，可捕捉彩色光譜圖像，讓小行星的地形更清晰。

現在，“迪蒂莫斯”正在朝著地球飛來，將會(hui) 在今年9月26日到10月1日期間最接近地球，屆時距離地球不到1100萬(wan) 公裏，“DART”將與(yu) 其會(hui) 合，擇機完成舍身一撞。“LICIA”衛星會(hui) 將撞擊實況傳(chuan) 送到地球，以光速傳(chuan) 輸的電信號路途需要三十多秒鍾；除此之外，布置在地球表麵和空間的望遠鏡，也會(hui) 對準這組小行星進行觀測。

據悉，這次撞擊大戲開演時會(hui) 向全球直播，我們(men) 能有幸看到這次人類製造的太空奇觀嗎？拭目以待。

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