 |
在不久的未來，或許天上的星星真的能夠“摘”下來了！
美國東部時間12月3日，美國國家航空航天局（NASA）的“源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器”（OSIRIS—Rex）結束長達27個月的旅程，抵達小行星“貝努”。這一成果，讓人類又一次走近了小行星。
摘下星星送給最愛的人，這曾是很多人的浪漫許諾。不過，從科學的角度來看，開發小行星將有助於人類拓展外太空生存空間，為“飛得更遠”提供資源。同時，小行星所蘊含的資源，對於地球來說，可謂是實打實的“超級富礦”。甚至還有人宣傳說，由鑽石或白金構成的小行星，價值超過全世界總GDP。
那麼，事實真相真的那麼美好嗎？本期科技能見度，我們將一探小行星的真實面目。
●南方日報駐京記者 王詩堃
策劃/統籌：張志超
意義：有望提供地球生命起源的線索
OSIRIS—Rex於2016年9月8日發射升空，目前已飛抵“貝努”上空約20公里的位置。在接下來的4周內，OSIRIS—Rex會反覆掠過“貝努”，收集數據計算出小行星的質量。而在接下來兩年左右的時間裡，探測器將從小行星上收集物質樣本，並預計2021年3月離開小行星，於2023年9月返回地球。
OSIRIS—Rex不是人類首次在小行星採樣返回的任務。2010年，日本“隼鳥號”探測器曾從小行星“系川”上帶回少量行星樣本。
中國科學院國家空間科學中心研究員李明濤告訴南方日報記者，小行星上沒有火山等地質活動，還保留著太陽系形成早期遺留的原始物質，對小天體探索能夠為揭示太陽系的形成與演化提供線索。而研究認為，地球上的水可能源於小行星，構成地球上最原始生命的基本要素可能源自隕石，開展小天體探索有望為研究地球上水和生命的起源提供線索。
此外，李明濤表示，上述太陽系形成演化、生命起源等重大科學問題對尋找下一個地球、太空移民、延續人類文明具有極其重要的價值。
計劃：上天“摘星”開發太空資源
中國空間飛行器總體、信息處理專家葉培建院士曾提出，小行星資源開發是未來航天發展方向之一。
根據目前對小行星的研究，簡單從組成物質上分，可分為碳質、硅質和金屬質。其中碳質小行星約佔全部小行星數量的75％，金屬質小行星佔8%左右。碳質小行星含有較為豐富的水資源，而金屬質小行星一般以鐵單質和其化合物為主，並可能含有較多的鉑族金屬。
科學家通過分析在地球上採集的隕石樣本，認為有一類小行星的鉑系元素含量遠超地球：這些金屬包括釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑，在工業上用途很廣，並且相當“值錢”。
譬如，2015年美國的“行星資源公司”宣稱一顆飛掠地球的小行星2011 UW158上“可能含有大約1億噸鉑系元素”，價值可達5.4萬億美元。
然而，即使上述小行星真的富含鉑系元素，但在目前來看，開採的成本也遠大於收益。中國科學院國家天文臺研究員鄭永春撰文指出，阿波羅載人登月曾從月球上採集了381.7公斤的樣品運回地球，但整個計劃耗費了250億美元，動用了約30萬人。
小行星的資源如此豐富，有沒有什麼辦法能把星星“摘”到地球上呢？科學家的答案是：YES！
李明濤團隊就曾提出過一個計劃——“攬星九天”。李明濤團隊認為，“攬星九天”計劃利用自然的大氣阻力減速，操控小天體以安全的速度著陸在地球表面的指定無人區。
“攬星九天”計劃核心是操控與地球“擦肩而過”的近地小天體，給其裝上發動機，插上飛翔的“翅膀”，操控其安全進入地球軌道上空；再給小天體穿上防熱減速“外套”，操控其在無人區著陸，從而實現“摘星”計劃。
該計劃目標是一次性拖回百噸級小天體，促進規模級太空資源開發利用。李明濤告訴記者，圍繞“攬星九天”的最終目標，團隊制定了搜星、控星和摘星的三步走路線圖，目前正在開展關鍵技術研究。
除了“摘星”，科學家們還有更遠大的設想：未來，人類還能在小行星上建立密閉的大型生態循環系統，利用小行星的能源收集和供給維持系統運行；利用小天體自轉產生的離心力模擬地球重力環境，以滿足宇航員的居住要求，形成一個個太空移動家園。
威脅：懸在太空的“達摩克利斯之劍”
看起來，小行星的科研價值確實很高。但與此同時，對於人類來說，小行星同時也可以視為“潛在威脅”。6500萬年前，一顆直徑十公里的小天體終結了恐龍時代，導致了當時70%的生命滅絕。對此，李明濤把這種小天體稱為懸在太空的“達摩克利斯之劍”。
根據NASA所屬的近地天體研究中心（CNEOS）統計數據，截至2018年12月4日，已發現有19260個近地天體：包括107顆近地彗星和19153顆近地小行星，其中直徑超140米的近地小行星有8394個，超1000米的有894個。值得一提的是，有1945個小行星被定義為“潛在危險小行星”，其中155個直徑大於1000米。
所謂“潛在威脅小行星”，一般指直徑不小於100米至150米，與地球交會時最小距離小於0.05個天文單位（約750萬千米）的小行星。
而隨著觀測手段提升，大部分體積較大的近地小行星都已被發現。特別是在2000年以後，直徑超1000米近地小行星的發現速度不斷下降，2018年至今僅發現4個。而2000年後被發現的百米及更小的小行星，數量呈直線上升趨勢。
北京天文館館長朱進此前曾對南方日報記者表示，“在可預見的未來，‘潛在威脅小行星’列表內的小行星基本沒有與地球發生撞擊的可能。”
而美國加州理工學院從事近地小行星研究的博士後研究員葉泉志告訴南方日報記者，來自較大的近地小行星（千米級別）的威脅目前基本可以排除，但對於百米級別乃至更小的近地小行星，還有超90%沒有被探測到。“直徑超過1000米的小行星一旦撞擊地球，會造成全球範圍的毀滅性災難。而100米級別的小行星，也可以對人類文明造成毀滅性打擊”。
比如，2013年，一個直徑約20米的小行星在俄羅斯車里雅賓斯克高空爆炸，釋放能量約等於50萬噸TNT炸藥爆炸，致上千人受傷，近3000座建築物受損。而在它爆炸之前，人類觀測機構並未發現它。
李明濤表示，NASA此次探測的“貝努”小行星，也是一顆“潛在危險小行星”，對其探測有助於人類開展行星防禦，為保護我們的家園提供參考。
摘星計劃
目標
一次性“摘”回百噸級小天體，促進規模級太空資源開發利用
步驟
◎第一步：選取與地球“擦肩而過”的近地小天體，給其裝上發動機，插上飛翔的“翅膀”
◎第二步：操控近地小天體安全進入地球軌道上空
◎第三步：給近地小天體穿上防熱減速“外套”，操控其在無人區著陸，從而實現“摘星”
閱讀更多 南方日報 的文章
