“火星和地球的激情碰撞”:中国正规划撞击一颗小行星!

中国正计划实施动能撞击实验,对象竟然是一颗小行星!

你们猜一猜:为何要以小行星为撞击对象呢?别急,首先我们先来听一听这个小行星动能撞击的验证是怎么开展的。



据中国探月工程总设计师吴伟仁院士介绍,这次任务分发射观测器和撞击器两个阶段。

第一阶段,发射观测器飞抵距离小行星1000万公里的距离进行观察,通过凌食测光观测技术,从中获取这个小行星的质量、大小、大气成分比例、地质结构及转速等核心数据。

为何要选择在1000万公里外的距离呢?因为撞击器在这个位置产生的动能是最大的,确保撞击产生的动能可以改变该小行星的轨道,并且这个偏离的幅度要足够大,确保在百年之内,这颗行星不会再次威胁到地球。原来,撞击的目的是为了保护地球!

据悉,这次中国将会通过天地联合方式,并且向全球所有国家开放相关渠道,对撞击全过程进行小行星轨道、形貌和溅射物变化的观测,分享相关成果以及积极展开后续合作。

可能有人会问,花这么大的代价去做这件事情,会不会太浪费了。


一点也不浪费,如果6500多万年前那颗直径约12公里的小行星没有撞到地球墨西哥湾,也许地球上的主角还是恐龙。

事实上小行星撞击地球的次数远比我们想象的更为频繁,仅在中国境内,几乎每年都会发生一次!有些小行星能摧毁一座城市,有些甚至能摧毁好几个国家。在过去,人类对此束手无策,然而随着科技的发展,人类不但能预测到小行星撞击地球的时间,还有办法去避免灾难的发生。


人类第一次成功防御小行星的撞击

2022年2月,中国科学院紫金山天文台发现一颗编号为2022AA的近地小行星,其直径达到43米米,差不多有半个足球场那么大,幸运的是,它跟我们擦肩而过。

小行星撞击地球的破坏性,由其公转速度和大小决定,一般来说,一个足球场大小的小行星,就可以摧毁数十万平方公里的区域,要是再大一点,甚至会导致发生全球性灾难,出现大面积的物种灭绝。

避免灾难发生的最好方式就是主动出击,中国深空探测实验室高级工程师李海洋教授称,目前有两种方式规避这个风险,一是改变小行星的运行速度,让其和地球错开,而是改变它的运行轨道。

相比之下,改变运行速度的要求更高,但通过撞击产生推离偏转力,改变其轨道是可行的。前提的这个撞击的速度足够快,而且要跟小行星形成相对速度,在茫茫宇宙中,要实现这点,需要攻克很多难题。


2022年9月,美国国家航空航天局(NASA)就完成了一次人类历史上最伟大的壮举,“飞镖”航天器在经过308天的长途奔袭后,成功撞上一颗小行星,使其改变轨道,证明了人类是可以主动防御小行星撞击的。


人类的第二次尝试:“太空保龄球”的技术难度

受到美国的启发,中国也于2022年启动了针对小行星的探测计划,2025年5月29日,负责主带彗星探测任务的天问二号成功登陆一颗名为2016HO3的近地小行星,仅仅在上面驻扎了三个月时间,就有了重大发现。

经过天问二号的伴飞、取样、返回研究后,中国拿出了一套跟当年美国NASA完全不同的技术方案,采用一种被称为“太空保龄球”的核心技术。2022年那次NASA采用的是非常简单粗暴的撞击模式,而中国决定好好利用这次撞击,使用观测器全程观测、评估,对这次撞击的效果进行全维度量化评估,从而为人类揭开太空之谜提供更多信息。

值得一提的是,这次中国选中的目标2016HO3是一个双小行星系统,难度比美国那次要高两个精度数量级。

在双行星系统下,引力环境会变得非常复杂,要实现这个计划,首先要确保撞击器能在撞击前达到6.6公里/秒的速度,也就是超20倍音速;其次,在如此高速的情况下,还需要将误差控制在1厘米范围内,这相当于要求狙击手在1200公里外命中一枚硬币,难度可想而知。


中方撞击方案的特点

另外,这次中国采用天地协同的观测网络,试图捕捉百万分之一秒的撞击瞬间,通过分析小行星在撞击时喷射武器的轨迹,去推算出动量传递效率。

科学家通过航天动力学实验室提供的数据进行演算得出一个结论,要做到如此精准的控制,相当于控制230万吨TNT当量的爆炸能量,只能靠智取,不能靠蛮力。

分析中美两国方案的不同之处,会发现中国的方案特点鲜明,美国当时留下的是二维图像,而中国则使用特制的伴飞观测器生成了三维撞击效果图;

从时效性来看,三维效果图可以做到按分钟级进行反馈,而美国的方案则需要数十天的时间进行地面观测才能得出结果。

从军事角度看,中国选择的近地双星系统,更为贴近现实,明显更具有研究价值。

另外,中国采用了观测器与装机器分离的方式,这是前所未有的,独立的观测器与撞击器不但能够避免单点失误的风险,又可以通过不同的视角观测到更加多维度的数据,从而提高对轨道偏移量测算的误差控制。


人类文明保卫战

根据美国NASA的观测,科学家们发现了一个非常不乐观的数据,目前已经发现的直径超过140米,也就是说能威胁到地球的小行星已经达到了2000颗之多,其中160颗的直径甚至超过500米。更令人沮丧的是,根据目前的数据,人类所能探测到的这种小行星可能连10%都不到。

目前,中国已经向全球发起监测网络倡议,同时也标志着提前进入太空治理话语权的战略布局。中国航天科技集团一院已经启动构建全球预警系统这一项目,预计到2030年,将建成一个覆盖90%威胁天体的预警系统,当然,这需要在目前的卫星、威胁等级智能判定等关键技术上有进一步的突破才行。

从人类的角度看,这不仅仅是一项航天工程,也是人类文明存续的保险绳,因为这项工程改变的将是我们人类自己的命运。


小行星防御“撞击”出新的战略价值

中美两国之所以会在短短几年内先后投入巨资在这场“太空战役”中,其中一个原因是因为从一些小行星中发现了海量的铂金。

铂金被誉为“贵金属之王”,其开采难度极大,而且它的特性不仅仅用于珠宝行业,还用于工业,且在汽车尾气净化装置、电子元件、医疗器械和化学反应催化剂中还扮演着重要角色。虽然因为新能源汽车的崛起,铂金近年来的价格有所下跌,但因其超低的产量,未来仍将会成为贵金属行业的香饽饽。

除了经济利益外,动能撞击也将极大地提升我们的武器系统,俗话说“实践是检验真理的唯一标准”,更何况这是地球上无法得到的实践机会。

在科技高度发达的今天,弹道导弹威胁正在被无限放大。俄乌战场上,曾号称世界第一防空系统的S-400和S-500频频被乌克兰突破防线,就是因为俄罗斯缺少动能撞击拦截弹,从而被乌克兰几十年前的陆军战术导弹打得束手无策。

这并不是因为S-500的拦截弹不够强,而是他们的拦截弹还在采用老一套的惯导+半主动雷达技术,同样,美国现在的处境也是如此。

而中国去年在珠海航展上首次亮相的红旗-19防空反导系统已经走在了美俄前面,最新公开的新料显示,红旗-19的拦截弹最大的特点就是采用了动能杀伤弹头(KKV)技术。

传统的拦截弹采用的是爆炸碎片杀伤,但红旗-19的拦截弹可以直接高速撞击目标。当然,这种技术要求对精度有极强的掌控能力及终极速度。

为了验证动能杀伤弹头的威力,去年中国进行了一系列实弹测试,结果让人大吃一惊,面对16枚东风-17高超音速靶弹,红旗-19的拦截成功率竟然达到100%,而且没有让一颗东风-17飞出大气层,创造了新的大气层内高超音速拦截世界纪录!

此外,红旗-19反导系统还在600公里高度的太空边缘精准命中以20倍音速飞行的目标,要知道,美国“萨德”系统最大拦截高度只有150公里。

一位俄罗斯军事专家直言,红旗-19的出现,改变了全球反导规则,但也同样为全球空天防御指明了新的发展方向。

回想29年前台海危机爆发时,面对美国的战舰的威胁,中国只能忍气吞声,到如今红旗-19系统在技术上已经展现出显著的代差领先,这一路走来,真是太不容易了。

所以,不要以为研究太空是一件虚无缥缈的事情,伟大的发明往往都是“无中生有”,就像当年的“钱学森弹道”一样。

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参考文献:

1、《我国正规划撞击一颗小行星,怎么撞?撞它干嘛?》广州日报

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1842506573439216267&wfr=spider&for=pc

2、《对话最前沿丨首次亮相航展的红旗-19导弹有何特别之处?》央视新闻

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1815620131513043494&wfr=spider&for=pc

3、《空天之盾“红旗-19”究竟有多强大?专家:我国防空反导武器系统已走在世界前列》央视新闻

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1815237546763815401&wfr=spider&for=pc

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更新时间:2025-10-28

标签:科技   火星   小行星   中国   地球   激情   美国   观测器   动能   人类   轨道   太空   系统

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