如何才能保護地球免受小行星撞擊?

時間:2019-04-16
博科園:本文為太空探索類

車里雅賓斯克隕石直徑只有17-20米,曾在2013年2月與地球大氣層相撞時爆炸,造成大面積地面損壞,多人受傷。為了防止另一次類似的撞擊,Amy Mainzer和同事們使用了一種簡單而又巧妙的方法來觀測這些衝向地球的微小近地天體。Amy Mainzer是加利福尼亞州帕薩迪納噴氣推進實驗室NASA小行星搜尋任務的首席研究員,在丹佛舉行的美國物理學會4月會議上概述NASA行星防禦協調辦公室的工作。

博科園:包括她的團隊的近地天體識別方法,以及它將如何幫助防止未來的地球撞擊。如果我們在距離撞擊地點只有幾天的地方發現了一個天體,這將極大地限制我們的選擇。因此,在搜尋工作中,重點是在neo離地球更遠的時候找到它們,這為我們提供了最大限度的時間,並開闢了更大範圍的緩解可能性。這是一項艱鉅的任務,就像在夜空中發現一塊煤塊一樣,近地天體本質上是微弱,因為它們大多非常小,在太空中離我們很遠。此外它們中的一些像打印機墨粉一樣黑,要在黑色的空間中找到它們非常困難。

在JPL/加州理工學院的團隊沒有使用可見光來發現來襲天體,而是利用了neo的一個特徵特徵——熱量。小行星和彗星被太陽加熱,因此在熱波長(紅外線)下會發出明亮的光,這使得它們更容易被近地天體廣域紅外探測探測者(NEOWISE)望遠鏡發現。通過NEOWISE任務,可以發現物體的表面顏色,並利用它來測量物體的大小和其他表面特性。發現了近地天體的表面特性,這為他們深入瞭解這些天體有多大以及它們是由什麼構成的提供了依據,而這些都是針對威脅地球的近地天體制定防禦策略的關鍵細節。

(圖示)是一組來自小行星2305 King智慧號宇宙飛船的圖片。這顆小行星以馬丁·路德·金的名字命名。這些紅外圖像經過了彩色編碼,可以用肉眼感知:3.4微米用藍色表示;4.6微米為綠色,12微米為黃色,22微米為紅色。根據WISE的數據,可以計算出這顆小行星的直徑約為12.7公里,反射率為22%,這表明它可能由岩石組成。圖片:NASA

例如,一種防禦策略是在物理上“推動”近地天體遠離地球撞擊軌道。但是,要計算這種推力所需要的能量,需要了解近地天體質量的細節,因此需要了解其大小和組成。天文學家還認為,研究小行星的組成將有助於瞭解太陽系是如何形成。這些天體本身就很有趣,因為有些被認為與構成太陽系的原始物質一樣古老,還發現的一件事是,近地天體的構成相當多樣化,Amy Mainzer現在熱衷於利用相機技術的進步來幫助尋找neo。

(圖示)計劃中的近地天體照相機(NEOCam)任務圖像,該任務旨在發現、跟蹤和描述接近地球的小行星和彗星。該任務將使用熱紅外攝像機測量近地天體的熱信號,無論它們是淺色還是深色。這架望遠鏡的外殼被塗成黑色,以便有效地將自身的熱量輻射到太空中,它的太陽護罩使它能夠在離太陽很近的地方觀察到最接近地球軌道的近地天體在那裡花費了大量時間。背景是一組主要小行星帶的圖片,由NEOWISE號原型任務收集;這些小行星在恆星和星系的背景下以紅點形式出現。圖片:NASA

一顆小行星與地球碰撞的過程概念圖。圖片:Mopic/Shutterstock正在向美國國家航空航天局提出一種新的望遠鏡——近地天體照相機(NEOCam),它可以更全面地測繪小行星的位置和大小。NASA並不是唯一一個試圖瞭解neo的太空機構。例如,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的隼鳥2號計劃從一顆小行星上收集樣本。在Amy Mainzer的演講中,解釋美了國宇航局應如何與全球太空界合作,共同努力保護地球免受近地天體的影響。

(圖示)NEOWISE太空望遠鏡觀測到彗星C/2013 US10 Catalina從地球上疾馳而過。這顆彗星是由奧爾特雲形成,奧爾特雲是圍繞太陽的一層冰冷的冰凍物質,位於太陽系最遠的地方,遠遠超過海王星的軌道。NEOWISE捕捉到這顆彗星,當時它正因太陽的熱量而活躍。彗星距離太陽最近,並在地球軌道內下沉

這可能是這顆古老的彗星第一次如此接近太陽。NEOWISE用兩種熱敏紅外波長(3.4微米和4.6微米)觀察了這顆彗星,在這幅圖像中,這兩種波長分別被標記為青色和紅色。在這張圖片中,彗星噴出的大量氣體和塵埃呈現紅色,因為它們非常冷,比背景恆星冷得多。圖片:NASA

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