如果一顆小行星正朝地球飛來(lái),除了撞它,我們還有別的辦法嗎?阿拉斯加大學(xué)費(fèi)爾班克斯分校的岡瑟·克萊特施卡(Gunther Kletetschka)最近提出了一種聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)科幻的方案:用一塊巨型磁鐵,把小行星慢慢"拆"走。
這個(gè)想法叫"非接觸式軌道速度調(diào)整",簡(jiǎn)稱NOVA。今年3月17日,克萊特施卡在美國(guó)得克薩斯州的月球與行星科學(xué)會(huì)議上做了相關(guān)報(bào)告。他用一顆真實(shí)存在的小行星——2024 YR4——做了計(jì)算演示。這顆小行星今年初曾引起一陣緊張,因?yàn)槌醪接^測(cè)顯示它可能在2032年撞擊地球或月球,但后續(xù)觀察確認(rèn)它會(huì)安全掠過(guò)。它直徑不到70米,算是相對(duì)容易推動(dòng)的目標(biāo)。
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NOVA方案的核心是一艘特殊的航天器:一個(gè)由超導(dǎo)線圈制成的巨型磁鐵,直徑約20米,由核裂變反應(yīng)堆供電。小型推進(jìn)器會(huì)讓它在小行星周?chē)?0到15米處穩(wěn)定運(yùn)行,用磁場(chǎng)作用于小行星內(nèi)部的鐵元素。
這里有個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:小行星不是一塊完整的鐵疙瘩。大多數(shù)小行星其實(shí)是"碎石堆"——大量小石塊被微弱引力松散地聚在一起,幾乎沒(méi)有抗拉強(qiáng)度。克萊特施卡在報(bào)告里打了個(gè)比方:"就像在海面上推一艘船,周?chē)€有很多別的船。你推這一艘,它可能散架,而不是整體移動(dòng)。"傳統(tǒng)的動(dòng)能撞擊法——也就是直接撞上去——就有這個(gè)風(fēng)險(xiǎn):小行星可能碎成無(wú)數(shù)塊,變成一場(chǎng)碎片雨砸向地球。
NOVA的做法完全不同。軌道上的磁鐵會(huì)慢慢把碎石一塊塊吸出來(lái),捕獲在線圈中心的磁阱里。每捕獲一塊碎片,航天器的質(zhì)量和磁場(chǎng)都會(huì)增加,吸下一塊就更容易。本質(zhì)上,它在一邊縮小小行星、一邊移動(dòng)它,同時(shí)把自己變成一顆"人造小行星"——而這顆,我們能完全控制。克萊特施卡計(jì)算,要徹底偏轉(zhuǎn)2024 YR4的軌道,至少需要連續(xù)運(yùn)行170天。
"這種電磁偏轉(zhuǎn)在理論上是可行的,但我們還有關(guān)鍵的不確定性。"克萊特施卡說(shuō)。首先,2024 YR4里到底有多少鐵,我們并不確切知道,不過(guò)根據(jù)與其他小行星的對(duì)比推測(cè),應(yīng)該足夠用。其次,讓航天器在小行星這么近的地方穩(wěn)定運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)半年,以前從沒(méi)做過(guò),技術(shù)難度很高。
但這個(gè)思路的價(jià)值在于,它為行星防御工具箱增添了新選項(xiàng)。動(dòng)能撞擊不是萬(wàn)能的,尤其是面對(duì)結(jié)構(gòu)松散的碎石堆小行星時(shí)。NOVA提供了一種更"溫柔"的干預(yù)方式——不是暴力撞擊,而是持續(xù)、可控的牽引。當(dāng)然,它還沒(méi)經(jīng)過(guò)任何實(shí)際測(cè)試,能不能真的奏效,現(xiàn)在誰(shuí)也說(shuō)不準(zhǔn)。
從工程角度看,NOVA的難點(diǎn)很實(shí)在:超導(dǎo)磁鐵在太空怎么維持低溫?核反應(yīng)堆怎么保證長(zhǎng)期穩(wěn)定?推進(jìn)器怎么在復(fù)雜引力環(huán)境下保持精確軌道?這些都是需要回答的問(wèn)題。但克萊特施卡的計(jì)算至少說(shuō)明,物理定律并不排斥這個(gè)方案。
小行星防御這件事,本質(zhì)上是在和時(shí)間賽跑。發(fā)現(xiàn)威脅越早,可選方案越多。2024 YR4雖然最終證明是虛驚一場(chǎng),但它提醒我們:宇宙里還有無(wú)數(shù)顆我們尚未追蹤的天體。NOVA這樣的概念,哪怕現(xiàn)在還不成熟,也值得放進(jìn)我們的備選清單里——畢竟,當(dāng)真正的威脅來(lái)臨時(shí),多一個(gè)選項(xiàng)可能就是多一條生路。
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