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为何难以预测自杀式小行星
我们曾经虚构过一个场景,假设俄罗斯车里雅宾斯克陨石得以预测,科学家们想象了当时本应看到的天文盛景.在实验室里,科学家们也用计算机模拟过砸向木星的列维9号彗星,准确预言了SL9撞击木星的情景.
然而,这些并非科学家们最关心的问题.科学家们最关心的是希望建立一个天文学系统,来预测砸向地球的小行星.但是,科学家们也深知,想准确预测并非易事.
小行星太小 难以发现
在现实中,车里雅宾斯克陨石并没有被提前观测到的一个重要原因就是,它太小了.作为一块直径20米的石头,虽说这在常人眼中已经很大了,但是在茫茫太空,对于现在的天文望远镜来说,提前找到它的概率仍然微乎其微.你只要设想一下,20米的长度还没有一块篮球场这么大,这种尺寸的天体在距离地球很遥远的时候,就好像几千米之外空中的一粒尘埃,很难被发现.
为了加强对小行星的观测,一些国家建造了一些天文望远镜.比如,日本“美星太空护卫中心”直径1米的光学望远镜,不间断地观测靠近地球的天体.不过,它监视的都是直径在150米以上的小行星,无法观测到直径在40米以下的陨石.
美国的卡特林那巡天系统,在观测条件非常良好的情况下,曾经十分幸运地发现过直径为2至5米的小行星——“2008TC3”.在“2008TC3”撞击地球的前一夜,卡特林那巡天系统偶然发现了它,但此后就观测不到了.随着“2008TC3”的临近,各地的天文台也观测到了它,根据飞行轨迹,国际小行星中心准确预测了其会撞击地球,但是最终会撞向哪里,却没有预测出来.最终,它在苏丹北部上空大气层发生爆炸.科学家们明白,发现“2008TC3”只是运气极好情况下的偶然事件,每年都有很多类似“2008TC3”的小行星撞向地球,但被提前发现的少之又少.
小行星太快 落点难确定
如果我们已经能够成功观测到一颗正向地球飞来、类似车里雅宾斯克陨石的小行星,那么我们该怎么办呢？我们能在短时间内预测出它的撞击点,然后有条不紊地做出相应安排么？现阶段,是很难做到的.
如果发现了向地球飞来的小行星,首先想到的是必须将它拦截下来,我们在科幻电影和小说中看过很多类似场景——科学家为了把它们拦下来,先是精确预测了小行星的轨道,然后用将其摧毁……但实际上,许多人都低估了拦截小行星难度.小行星的速度很快,根据俄罗斯科学院的报告,车里雅宾斯克陨石以每秒钟10多千米的速度进入大气层.如此快的速度,差不多跟第三宇宙速度接近了.速度更快的还能达到每秒60多千米,这样的速度,只需2分多钟就可从美国飞到中国.假如地球与小行星相向而行,此时要将地球速度与小行星速度叠加起来,还要考虑引力加速度,这时你有多少时间来预测小行星的移动轨迹,如何去拦截？
其次,我们也许可以想办法躲开它,但这也很难.除去小行星速度太快之外,它的运动轨迹也很难预测,小行星接近地球时会受地球引力的影响,其运动轨迹与在外太空相比,会逐渐发生变化.另外,小行星的形状、自转和岩石成分都会影响它在地球大气层中的运动路线,就像我们抛出的飞盘一样.因此精确预测其撞击点是很难的,比如“2008TC3”,谁也没有预测出它会在苏丹上空爆炸.
在现有的技术条件下,我们连自己回收的太空舱的落点都有几千米的误差,更不要说是从宇宙深处飞来的一颗“不速之客”了.所以,发现小行星后,要在短时间内精确预测它的路径并不容易.等到小行星要砸到我们头顶上时,一切都太晚了.
人类难以全方位监测
宇宙太大,小行星太小,即使天文望远镜精确度能够达到看清一块遥远“篮球场”的程度,那么问题又来了,此时地基天文望远镜的视角非常小,太空又那么大,无法扫描整个天空.
并且,在地球上搜寻小行星,还常常会受到太阳光的影响.一般来说,当一颗小行星奔向地球,只有等其靠近地球时,依靠太阳的反光才有可能被天文望远镜观测到.但是,如果这颗小行星是从太阳的方向飞来,那就很麻烦了,因为在太阳的强光下,小行星几乎无法被观测到,就比如车里雅宾斯克陨石,它就是日出后从太阳方向飞来的,直到撞击发生后,人们才知道这颗小行星的存在.
你可能会说,科学家们毕竟提前预测到了SL9,并精确模拟出了它撞击木星的情景.然而,这种“完美预测”几乎不会发生在地球上.因为我们可以看到别人周围的情景,但很难同时看到自己身前身后、上下左右的情况.就像我们在战场上,几乎无法顾前又顾后,但可以看到别人的前后左右,可以看到他身后的偷袭者,可以发现不远处向他瞄准的人等等.而他自己只能看到眼前,要看身后,就要转过身去.所以我们在地球上看木星,可以观察到木星的上下左右,可以观测砸向木星的情景,但难以看到砸向地球的陨石.
前面已经提到,地基天文望远镜的视角不足以覆盖整个天空.就像我们自己不能同时兼顾前后左右一样.所以,科学家们只能寄希望于拉开距离,建立太空基天文望远镜,站在远处看“自己”.望远镜离地球的距离越远,越有利于观测.但这种方法的难度也很大,比如需要考虑如何发送一架望远镜到较远的太空中,又如何维护和控制它等等.所以在现阶段,这种想法还无法实施.
目前来说,如果我们知道小行星要砸向地球的时候,首先想的不应是卖票观景,而是自求多福,希望它别落到自己所在的地区,而且最好是落到海洋里.
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