小行星撞地球，是好莱坞“世界末日”大片的常用噱头，不过科学家们已经不满足于仅仅“防御”小行星了，他们在对小行星刨根问底之余，打算把近地小行星变成天赐的航天“跳板”。小行星探测已经成为新世纪深空探测的一个新热点和未来世界航天发展的一个新方向。

太阳系不寂寞

       19世纪之前的天文学家原本以为在火星和木星之间会有一颗大行星存在。1801年1月1日晚上，意大利天文学家皮亚齐在西西里岛发现了第一颗小行星，后来命名为“谷神星”。很快人们发现这个区域存在数量繁多的小行星，遂称之为“小行星带”，目前已经发现的近70万颗小行星中有90%是带内成员。

       今天的天文学家已确认，在太阳系各处都有小行星，地球附近也不例外。在地球轨道之内有一群轨道狭长小行星群，称为阿登型小行星群，它们有的会流浪到地球轨道附近。而阿波罗型小行星群中的小行星轨道位于火星和地球之间。这个组中一些小行星的轨道的偏心率非常高，它们的近日点一直到达金星轨道内。而阿莫尔型小行星群中的小行星的轨道则介于火星轨道和地球轨道之间。这些小行星被统称为近地小行星，目前直径大于1公里的近地小行星的数量估计超过2000个，因为它们经常会跑到地球附近，至少在理论上可能与地球相撞，因而引起了广泛的关注。小行星的身世和太阳系起源息息相关。当前主流的太阳系的形成和演化理论认为，我们太阳系始于46亿年前一片跨度为几光年的巨大分子云中的引力坍缩。大多质量集中在中心位置，其核心的温度和压力达到一定程度，它含有的氢开始发生聚变反应，形成了太阳。原始星云外围部分摊平并形成了一个原行星盘，继而形成了行星、卫星、小行星、彗星等。在天文学家那里，它们被统称为“太阳系小天体”，成为太阳系中数量最多，“实力”却最弱的一类。

       到今天仍然存在的小行星对科学家是非常有价值的，因为它们蕴含了有关我们的太阳系诞生时的信息。每个小行星都像“时间胶囊”，它们的结构能告诉我们太阳星云以及我们的行星系统形成时的条件。

登门拜访”小行星

       天文学家们对于近地小行星可谓是又爱又“恨”，“恨”它是因为它们的质量之小，很容易被其他天体干扰而改变轨道，一不留神就可能跟地球来个“死亡之吻”，但“恨”归“恨”，小行星的宝贵价值又让天文学家们难以释手：“时间胶囊”里藏着太阳系演化的秘密，同时小行星上还蕴藏着丰富的资源，让人不能不惦记，一些较大的金属小行星所含的铁比人类在整个历史中所开采的还要多，这对急需各类资源的人类来说无疑是个好消息。

       第一个专门登陆小行星的航天器是美国航天局1996年发射的“会合-舒梅克号”，目的是为了登陆第一颗发现的近地小行星爱神星（Eros），并研究它的构造。这艘飞船在途中于1997年拍摄了小行星253（Mathilde），于2001年2月正式登临爱神星，共发回16万张照片，获取了比原计划多十倍的资料。

       日本和欧洲在小行星观测上也不甘落后。2003年5月日本宇宙航空研究开发机构发射了“隼鸟号”小行星探测器，于2005年11月成功登陆小行星25143（系川），并采集到小行星地表的岩石样本。“隼鸟号”是第一个返回式的小行星探测器，其科学目的是通过分析小行星的成分从而获得有关揭开太阳系起源之谜的图像和实物信息。

       对小行星的贴身观测取得了丰富的科学成果，通过光谱分析可以知道，小行星按成分来划分可以分为几类，3/4的小行星是表面含碳的C型小行星，其成分是碳质球粒陨石；17%的小行星则由硅化物构成，其成分则是普通球粒陨石；其余的小行星则大多数属于金属型，它们可能过去是比较大的小行星的金属核，多为镍-铁成分；另外还有一些比较稀有的种类。过去人们认为小行星是一整块完整的石头，但观测表明小行星密度比一般石头要小，更像是由于重力组合在一起的巨大的碎石堆。

       1908年的通古斯爆炸事件以及近几年频频出现的近地小行星与地球“近距离接触”的事件，让人们认识到了我们的地球在宇宙空间的安全性是多么的脆弱。据美国航天局的专家估计，能够带来全球性灾难的直径在500米以上的小行星撞击地球的概率大约为每10万年一次。

       为了保护地球免受小行星撞击，欧洲空间局（ESA）在2005年发起了主动攻击“危险”小行星的“堂吉诃德”计划，这项计划是发射两个航天器，一个围绕目标小行星进行飞行执行观测任务，另一个航天器则像堂吉诃德那样勇敢地撞击小行星，以改变它的轨道。中国也参与全球监控小行星的网络，紫金山天文台在盱眙观测站建立了我国第一架近地天体探测望远镜，目前已经发现了七百多颗小行星，搜索近地天体并评估其危险程度是这架望远镜的主要目标。

成为航天“跳板”

       2009年11月，美国宇航局公布了“移民石” 计划，这项计划将派遣宇航员搭乘猎户座飞船前往近地小行星安营扎寨，开发小行星上的矿产资源，甚至利用小行星为跳板前往火星。目前直接飞往火星的探测器只有美、俄、欧三家实现过，为了飞越这段距离，需要强大的火箭，耗费大量燃料。但如果借助穿越地球和火星轨道的小行星，就可以大大节省所需要燃料，甚至于比登月还要省力。

       不过这项计划目前还没有获得美国宇航局的批准。据宇航局和相关公司估计，宇航员飞往小行星的活动至少得要到2020年或者2025年才能展开。航天机构和科学界对近地小行星兴趣浓厚，民间机构也不甘落后。美国内华达州的“轨道发展公司”甚至宣称“整颗爱神小行星、包括其上空高达50公里的太空空间”是该公司的私有财产，并制定了一个雄心勃勃的“50年发展爱神计划”，该计划旨在将近地小行星433（爱神）建成一个未来的太空旅游基地。

       这份计划书写道∶“轨道发展公司将用50年的时间派人登上爱神，在小行星的旋转轴两端挖出两个巨大的空洞，一个洞穴将发展成为奥尼尔殖民城，成为一个可以住人的小城市，该洞穴将能避免太阳辐射的影响，绝对适合人类居住。另一端的洞穴将成为一个制造工厂，用于生产大型氧气罐、太空船体等。大型太阳能收集器将被用于熔化和冶炼小行星上的各种稀有矿藏。在两个大洞穴之间，将建造一条长长的地下走廊，以便两个洞穴的人进行交通。”虽然这份计划书看来还有很多科幻的成分，不过这也说明，乘坐小行星去太空旅行的日子应该不远了。

『周末画报』 撰文 孙正凡


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