7月25日，上周四，曾有一顆直徑約為57米至130米的小行星，與地球“擦肩而過(guò)”，最近時(shí)距離地球只有73000千米，相當(dāng)于五分之一的地月距離。在大多數(shù)人毫不知情的情況下，我們幸免于一次“地球末日危機(jī)”。

直到飛臨地球前一天，這顆小行星才被巴西SONEAR 天文臺(tái)和美國(guó)宇航局發(fā)現(xiàn)，并被賦予代號(hào)“2019 OK”。

與地球擦肩而過(guò)的“2019 OK”(圖片來(lái)自watchers.news)

以下這篇文章從幾個(gè)角度分析了這次事件——這顆小行星是如何逃過(guò)科學(xué)家監(jiān)測(cè)的?歷史上發(fā)生過(guò)哪些行星撞地球?人類在監(jiān)測(cè)撞地小行星上都有哪些辦法?如果有一天小行星真的撞擊地球了，怎么辦?

一直以來(lái)，行星撞擊都被認(rèn)為是地球的風(fēng)險(xiǎn)之一。面對(duì)行星的撞擊，人類面前有兩條路，一條是防御，一條是撤離。

在銀河系的歷史中，人類存在的時(shí)間極短，不過(guò)剎那 。生命及智慧這一珍貴的饋贈(zèng)自出現(xiàn)起就不能保證永遠(yuǎn)存續(xù)。天文學(xué)家總喜歡說(shuō)，小行星不過(guò)是大自然問(wèn)候的方式，它在問(wèn)，“你的太空計(jì)劃怎么樣了?”

就在“2019 OK”與地球擦肩而過(guò)的同一天，有一家很值得驕傲的公司，也是經(jīng)緯系公司，星際榮耀，成功發(fā)射了中國(guó)民營(yíng)航天歷史上首發(fā)入軌火箭，創(chuàng)下中國(guó)民營(yíng)航天的多個(gè)“首次”。

另外比較可喜的是，盡管大的航天局面出現(xiàn)僵化，NASA已經(jīng)近50年沒(méi)有進(jìn)步了，自尤金·塞爾南成為1972年后唯一踏上月球的人類，NASA把人送上太空的距離再也沒(méi)有超出我們所知的近地軌道。

但在個(gè)人商業(yè)航空領(lǐng)域，出現(xiàn)了很多杰出的創(chuàng)業(yè)者，比如馬斯克和貝索斯。他們?cè)谔仗剿鞯墓?jié)奏一個(gè)快一個(gè)慢，但他們都是對(duì)方最為值得尊敬的對(duì)手，互相追趕，彼此促進(jìn)。

正是因?yàn)樵絹?lái)越多民營(yíng)商業(yè)的加入，人類對(duì)太空探索的腳步有可能將變得更快，這也有可能會(huì)讓我們變得更加安全。但我們還是回到撞擊事件本身，以下，Enjoy:

1

為什么科學(xué)家們沒(méi)有監(jiān)測(cè)到它？

我們沒(méi)探測(cè)到這個(gè)小行星，是因?yàn)槲覀儾粫?huì)探測(cè)大多數(shù)這個(gè)尺寸范圍內(nèi)的小行星。

NEOWISE(近地天體廣角紅外巡天探測(cè)器)太空小行星探測(cè)望遠(yuǎn)鏡的首席調(diào)查員Amy Mainzer表示，“”

直徑近百米的行星撞擊地球，聽(tīng)起來(lái)可能是件很大的事。但在天文尺度上，其實(shí)非常小，而且難以觀測(cè)。

探測(cè)和追蹤

美國(guó)國(guó)會(huì)一直在敦促美國(guó)宇航局(NASA)探測(cè)和追蹤可能威脅地球的小行星。1998 年，國(guó)會(huì)要求NASA 在 10 年內(nèi)找到直徑大于1000米的近地小行星。2005 年，國(guó)會(huì)將這一目標(biāo)擴(kuò)大到。

“2019 OK”的直徑是57米至130米，顯然低于這一限制。

事實(shí)上，沒(méi)能監(jiān)測(cè)到這顆小行星，以及美國(guó)國(guó)會(huì)給NASA提出的監(jiān)測(cè)范圍，很大程度上，跟基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)。

全球的小行星探測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施甚至無(wú)法完成直徑 140 米小行星的探測(cè)目標(biāo)。

據(jù)美國(guó)國(guó)家科學(xué)院今年發(fā)布的一份報(bào)告顯示，目前基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，

Amy Mainzer說(shuō)，如果不提高設(shè)備能力，未來(lái)幾十年里，“2019 OK”這個(gè)大小范圍內(nèi)的大多數(shù)行星將無(wú)法探測(cè)。

此外，即便這些小行星最終離地球足夠近，使我們能夠真正探測(cè)到它們，當(dāng)它劃過(guò)天空時(shí)，天文望遠(yuǎn)鏡也一定要對(duì)準(zhǔn)天空中的正確位置。

它的運(yùn)行軌道非常特別——它沿著一個(gè)怪異的橢圓軌道快速運(yùn)行，使它會(huì)被迅速的推進(jìn)到金星和火星的軌道內(nèi)，而在地球軌道滯留的時(shí)間極短，這也許是天文學(xué)家一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這顆小行星的原因之一。

根據(jù)NASA發(fā)布的關(guān)于“2019 OK”的報(bào)告，這是一顆阿波羅型小行星，

“2019 OK”運(yùn)行軌道(圖片來(lái)自ASAS-SN)

“當(dāng)小行星‘2019 OK’靠近地球時(shí)，任何一個(gè)人都可以用普通的望遠(yuǎn)鏡觀察到它的光線緩緩劃過(guò)天空。”

澳大利亞莫納什大學(xué)的天文學(xué)副教授邁克爾·布朗(Michael Brown)說(shuō)。但是幾天前，它的光線十分微弱，很難被發(fā)現(xiàn)。

由于只有可見(jiàn)光的觀測(cè)，我們只能了解到它的大小和組成等有限信息。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)院的報(bào)告建議，專門(mén)為NEOWISE 尋找一個(gè)名為 NEOCam 的接替者，這將有助于實(shí)現(xiàn)這一探測(cè)目標(biāo)。

2

小行星撞地球，危害有多大？

即使“2019 OK”這顆小行星目前沒(méi)有對(duì)地球造成威脅，但歷史上，小行星撞擊地球的事例并不鮮見(jiàn)。

最為大眾所知的一次，發(fā)生在6500萬(wàn)年前，造成了恐龍滅絕。

——一個(gè)直徑約10公里的小天體撞擊在墨西哥灣的一個(gè)半島上，所有撞擊物質(zhì)氣化后拋射在半空，整個(gè)太陽(yáng)輻射大大減弱，據(jù)科學(xué)測(cè)算地球年均溫度當(dāng)時(shí)一下子降低18℃。

那次撞擊后，整個(gè)地球陷入黑暗，光合作用無(wú)法進(jìn)行，植物大批死亡，引發(fā)地球上各種動(dòng)物大量死亡，恐龍就是在這種惡劣環(huán)境中大批滅絕，而當(dāng)時(shí)地球上大約70%的物種也一道消失。

距離我們生活的時(shí)代最近且影響最大的一次發(fā)生在2013年，一顆小行星在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州距離地面十幾千米的高度爆炸解體，沖擊波的巨大能量導(dǎo)致超過(guò)1500人受傷，造成上千萬(wàn)美元的損失。

這顆行星要比”2019 OK“小得多，直徑僅為20米左右，但它至少重7千噸，爆炸產(chǎn)生的沖擊波比核爆還要強(qiáng)烈，在空中解體時(shí)放出的能量相當(dāng)于30顆廣島原子彈。

據(jù)NASA估計(jì)，

當(dāng)?shù)囟砹_斯人行車記錄儀拍攝的“小行星襲擊”畫(huà)面

另外，曾廣泛引發(fā)人們關(guān)注的小行星2012DA14，在俄羅斯隕石事件發(fā)生不到24個(gè)小時(shí)，就從印尼上空飛過(guò)，高度預(yù)計(jì)在地球表面約2.7萬(wàn)千米，比很多同步軌道的氣象和通訊衛(wèi)星離地球都近。

當(dāng)

盡管這顆小行星在一年前就被發(fā)現(xiàn)存在隱患，但

如上所述，車?yán)镅刨e斯克小行星和“2019 OK”卻都逃過(guò)了科學(xué)家們的檢測(cè)設(shè)備，讓人們始料未及。

而就在小行星“2019 OK”事件發(fā)生的幾周前，有一個(gè)比“2019 OK”小得多、僅如汽車般大小的小行星撞擊地球，隨后在波多黎各以南200多千米的地方爆炸，形成了一個(gè)異常明亮的閃光標(biāo)志。

與“2019 OK”類似的是，直到發(fā)生撞擊前的幾個(gè)小時(shí)，科學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)了這顆小行星。

這引起了人們新一波的緊迫感——我們到底如何監(jiān)測(cè)撞地小行星?

3

如何監(jiān)測(cè)撞地小行星？

其實(shí)，從1994年開(kāi)始，人類就開(kāi)始系統(tǒng)性地監(jiān)測(cè)撞地小行星。

1994年7月17日，人類首次目擊了一起慘烈的太陽(yáng)系天體撞擊事件。蘇梅克—列維九號(hào)彗星在經(jīng)過(guò)木星時(shí)，被木星引力“撕裂”成了21塊碎片，并以每秒近60公里的速度撞向木星，至今還能看到木星上鮮明的“傷疤”。

“蘇梅克—列維彗星撞木”事件至今還在木星身上留下 “傷疤”

這一事件讓人們清楚的意識(shí)到，天體碰撞并不是天方夜談，而是會(huì)實(shí)實(shí)在在發(fā)生在行星身上的。

近地小行星監(jiān)測(cè)預(yù)警提高到了前所未有的高度

隨后，各航天大國(guó)都加大了在行星監(jiān)測(cè)、防御技術(shù)研究等領(lǐng)域的投入，。

NASA派出了一組人員專門(mén)負(fù)責(zé)這一事項(xiàng)，并將其命名為行星防御協(xié)調(diào)辦公室

1995年，美國(guó)國(guó)通過(guò)法案，支持開(kāi)展近地小行星的監(jiān)測(cè)、預(yù)警和防衛(wèi)研究工作，并且一直在敦促美國(guó)宇航局(NASA)探測(cè)和追蹤可能威脅地球的小行星。為此，(Planetary Defense Coordination Office)，這個(gè)稱謂聽(tīng)起來(lái)像極了電影《奇愛(ài)博士》里邊的東西，但它每年會(huì)發(fā)現(xiàn)并編號(hào)約1500枚近地物體，每一個(gè)都可能在撞擊地球時(shí)帶來(lái)巨大損失。

行星防御協(xié)調(diào)辦公室(PDCO)成立于2016年1月，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)、追蹤存在于地球軌道內(nèi)的小行星、彗星及其他天體(直徑大于30-50米)，并提出轉(zhuǎn)移方案，向公眾發(fā)布警告。PDCO可以與聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局(FEMA)、國(guó)防部和其他美國(guó)政府機(jī)構(gòu)合作，提出應(yīng)急計(jì)劃。

它的具體職責(zé)包括：

• 對(duì)潛在危險(xiǎn)天體(potentially hazardous objects, PHOs)進(jìn)行早期監(jiān)測(cè)：

潛在危險(xiǎn)天體是近地天體的一部分，一是其運(yùn)行軌道與地球軌道距離最近在804萬(wàn)千米內(nèi)，二是其直徑超過(guò)30-50米便可以對(duì)地球造成重大破壞。

PDCO的近地天體觀察項(xiàng)目(Near-Earth Object (NEO) Observations Program)使用太空望遠(yuǎn)鏡、紅外勘測(cè)探測(cè)器尋找近地天體，確定其軌道及天體特征，并為了提高探測(cè)效果而研究新一代的望遠(yuǎn)鏡，NASA預(yù)計(jì)于2021年開(kāi)始采用近地天地照相機(jī)(Near Earth Object Camera)進(jìn)行小行星監(jiān)測(cè)。

• 追蹤、分析潛在危險(xiǎn)天體的特點(diǎn)，發(fā)布潛在危險(xiǎn)的警告：

當(dāng)近地天體對(duì)地球構(gòu)成潛在重大威脅(未來(lái)五十年內(nèi)，危險(xiǎn)發(fā)生概率超過(guò)1%)，那么PDCO將為NASA準(zhǔn)備公告，發(fā)送至總統(tǒng)白宮辦公室、國(guó)會(huì)及其他政府部門(mén)和機(jī)構(gòu)。

• 為減輕潛在危險(xiǎn)天體的影響研究方法、技術(shù);

• 在應(yīng)對(duì)真實(shí)威脅進(jìn)行演練、制定計(jì)劃時(shí)，帶頭協(xié)調(diào)美國(guó)政府機(jī)構(gòu)：

PDCO與其他政府機(jī)構(gòu)合作，發(fā)展、完善國(guó)家近地天體準(zhǔn)備戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃。同時(shí)，為聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局(FEMA)提供小行星潛在影響的專業(yè)知識(shí)。兩者相結(jié)合，以在應(yīng)對(duì)不可避免的潛在危險(xiǎn)天體影響時(shí)得到充分的準(zhǔn)備與及時(shí)的響應(yīng)。

歐洲空間局(ESA)則啟動(dòng)“太空態(tài)勢(shì)感知”計(jì)劃，利用20個(gè)成員國(guó)的地面雷達(dá)和光電設(shè)備監(jiān)測(cè)有潛在威脅的小行星。

目前，美國(guó)在亞利桑那州和夏威夷州，各設(shè)一部專用于尋找、觀測(cè)近地小行星的天文望遠(yuǎn)鏡，迄今已知的大部分近地小行星由它們發(fā)現(xiàn)。

歐洲航天局已經(jīng)在西班牙建成一部同樣目的的天文望遠(yuǎn)鏡，并準(zhǔn)備在智利和意大利西西里島增設(shè)同類設(shè)備。

我國(guó)的紫金山天文臺(tái)也在江蘇盱眙縣建立起了近地天體觀測(cè)基地，安裝了1.2米施密特近地天體探測(cè)望遠(yuǎn)鏡，并成功于2006年開(kāi)始觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)了數(shù)顆近地小行星。

但以上皆為地面望遠(yuǎn)鏡，無(wú)法觀測(cè)到太陽(yáng)背面天體。不少天文學(xué)家因而呼吁建造太空望遠(yuǎn)鏡。

2013年，聯(lián)合國(guó)外空委成立了“國(guó)際小行星預(yù)警網(wǎng)”(IAWN)和空間任務(wù)咨詢小組兩個(gè)專門(mén)的國(guó)際組織，分別負(fù)責(zé)統(tǒng)籌監(jiān)測(cè)預(yù)警和防御工作。

此外，全世界的天文學(xué)家們也開(kāi)展了一系列觀測(cè)計(jì)劃，以便發(fā)現(xiàn)所有這些可能接近地球的小行星，如“林肯近地小天體研究”計(jì)劃、“空間監(jiān)視”計(jì)劃(Spacewatch)、“近地小行星追蹤”計(jì)劃(NEAT)、卡特林那巡天系統(tǒng)(CSS)、“CINEOS近地天體搜索”計(jì)劃(CINEOS)、日本太空守衛(wèi)協(xié)會(huì)(JSGA)的國(guó)際小行星監(jiān)測(cè)計(jì)劃等等。

4

小行星撞地球了，怎么辦？

有朝一日，萬(wàn)一某顆小行星毫無(wú)征兆的撞向地球，并且逃過(guò)了人類的監(jiān)測(cè)，怎么辦?

科學(xué)家們就會(huì)召開(kāi)“國(guó)際行星防御會(huì)議”。

這個(gè)問(wèn)題一直是科學(xué)家們討論的重點(diǎn)。每隔兩年，今年的會(huì)議于4月29日在美國(guó)馬里蘭大學(xué)科利奇帕克分校開(kāi)幕，由美國(guó)國(guó)家航空航天局局長(zhǎng)吉姆·布里登斯廷主持，與會(huì)代表來(lái)自中國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、以色列、意大利、俄羅斯、美國(guó)等國(guó)。

大會(huì)所討論可能威脅地球安全的小行星指“近地小行星”，在環(huán)繞太陽(yáng)軌道上運(yùn)行，距離地球5000萬(wàn)千米以內(nèi)。

根據(jù)美國(guó)航天局2016年創(chuàng)建的行星防御協(xié)調(diào)處數(shù)據(jù)，每天都有新的近地小行星被發(fā)現(xiàn)，今年以來(lái)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)700多顆，總數(shù)超過(guò)2萬(wàn)顆。

迄今發(fā)現(xiàn)的近地小行星中，最“危險(xiǎn)”的編號(hào)為2000SG344，直徑達(dá)50米，100年內(nèi)撞擊地球的概率是2096分之一。

歐洲航天局說(shuō)，

與會(huì)天文學(xué)家艾倫·哈里斯說(shuō)，根據(jù)推算，多數(shù)近地小行星體積很小，只有942顆直徑超過(guò)1千米，但可能有“相當(dāng)一部分‘大家伙’藏起來(lái)了……大概率躲在太陽(yáng)背面”。

這次大會(huì)希望模擬遭遇流星襲擊時(shí)全球的協(xié)同反應(yīng)機(jī)制：

第一步是根據(jù)初步推算結(jié)果，使天文望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)最具威脅性的天體，以便精確計(jì)算它的飛行速度和軌跡;

第二步是擬定對(duì)應(yīng)策略：是迫使來(lái)襲天體偏轉(zhuǎn)方向，還是盡快疏散受威脅地區(qū)人群?

假如“敵人”直徑小于50米，目前科學(xué)界共識(shí)是以疏散人群為上。

對(duì)付更大的天體，能否像一些科幻電影情節(jié)一樣發(fā)射核武器擊碎它？

科學(xué)家們認(rèn)為，這是下策，因?yàn)?/p>

向目標(biāo)天體發(fā)射某種裝置迫使其偏移原有軌道，就像“宇宙碰碰車”。

目前受到認(rèn)可的方案是NASA計(jì)劃，2022年以一個(gè)直徑150米的真實(shí)天體為目標(biāo)做這類“碰撞”測(cè)試。至于效果如何，可能只能留待到時(shí)再看了。

小行星不過(guò)是大自然問(wèn)候的方式，它在問(wèn)，“你的太空計(jì)劃怎么樣了？

這次“2019 OK”與地球擦肩而過(guò)，雖然有驚無(wú)險(xiǎn)，但也為我們敲響了警鐘。就像天文學(xué)家總喜歡說(shuō)的那樣，

References:

1)A huge asteroid flew very close to Earth last week. How did we miss it? Charlotte Jee, technologyreview.com

2)How Astronomers Missed the Massive Asteroid That Just Whizzed Past Earth, Yasemin Saplakoglu & Staff Writer, livescience.com

3)NASA 官網(wǎng)：https://www.nasa.gov/planetarydefense/overview

4)本周，一顆小行星近距離掠過(guò)地球，人類為什么沒(méi)警覺(jué)?，DeepTech深科技(ID:deeptechchina)

5)答：撞地小行星該如何監(jiān)測(cè)?，國(guó)家空間科學(xué)中心(ID:nssc1958)

6)小行星撞地球怎么辦?全球約300名專家討論應(yīng)對(duì)方案，沈敏，新華社

7)《下一站火星：馬斯克、貝佐斯和太空爭(zhēng)奪戰(zhàn)》，[美] 克里斯蒂安·達(dá)文波特，博集天卷 | 湖南科學(xué)技術(shù)出版社