保卫地球，驱逐小行星——现实中的好莱坞大片
原作：Robyn Schelenz
翻译：邱煜欣
校对：郑仓晟
编排：邱煜欣
后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳
原文链接：https://www.llnl.gov/news/what-hollywood-gets-wrong-and-right-about-asteroids
小行星撞击地球一直以来都是好莱坞大片惯用设定。但是如果真的有一颗小行星撞向我们的地球，会发生什么呢？会真的如电影中那般吗？
在现实世界中，有些人专门出谋划策以应对这种潜在的危险，比如劳伦斯利物莫国家实验室的研究员柯尔斯顿·豪利（Kirsten Howley），她是一位致力于防止小行星带来“ 世界末日”的天体物理学家。奇怪的是这些人与布鲁斯·威利斯（电影《世界末日》中在小行星上钻洞的钻油井工头）的形象一点也不相关。
在1998年的电影《世界末日》中，一颗得克萨斯州大小的小行星将在18天内撞击地球。美国太空总署提出了阻止小行星与地球相撞的办法：派人登陆小行星，在小行星上钻洞至其核心，并放入核弹引爆。一群穿着橙色服装的美国人在短时间内阻止这场灾难的发生。
现实并不总是像电影一样。
注意，这并非说小行星不会撞击地球——小行星（大多数是微型的）几乎每分每秒都经过我们的地球，而是说负责阻止小行星的人花上几个小时是拿不到那样的太空服的。
电影《世界末日》海报
“当我告诉别人我所从事的工作时，别人的第一反应就是'哦，就像《世界末日》？’ ” 劳伦斯利物莫国家实验室（LLNL）的物理学家柯尔斯顿·豪利说，“这与《世界末日》完全不同。” 她的日常工作包括保护我们的地球免受小行星的袭击。
尽管豪利手头没有橙色连身裤，但她的工作是严肃认真的。她和她的行星防卫者团队专门研究如何偏转像贝努（Bennu）这样会对地球构成威胁的小行星。
贝努是一颗古老的小行星，其质量超过780亿公斤，目前正在绕着太阳公转，并接近地球。尽管要到2185年它才有1/2700的概率会撞上地球。
小行星贝努
图片来源：NASA/Goddard/University of Arizona
去年秋天，NASA从贝努采集了一份样本，这是NASA首次从穿行于太空中的小行星上采集样本。这些样品一旦送回地球，将有助于像豪利这样的物理学家完成其非常重要的工作——确保贝努（以及类似的天体）不会撞击地球。
尽管有拯救地球上的生命的相同目标，但与电影相比，现实中这种工作更加复杂，且没有那么危险。
就动机而言，贝努比任何古老的岩石都更具吸引力。关于这颗小行星，我们已经了解到的以及希望了解到的，不仅可以拯救地球，还有助于改变我们对小行星（甚至生命）的认知。
小行星贝努
吃瓜群众总是把贝努看作是飞越太空的导弹，但它本身才是真正有价值有意思的。（吃瓜群众：
）
贝努比地球古老得多。它发现于1999年，大约有45亿年的历史，并且据信它在太阳系诞生前1000万年就已经形成了。这使得贝努对于那些想要拼凑出我们世界演化的模型的科学家来说，是极具吸引力的。
NASA的小行星探测器奥西里斯王号(OSIRIS-Rex，起源-光谱-资源-安全-风化层探测器）于2020年10月从这颗小行星采集了一份样品，并将在三年内带着这份珍贵的货物返回。科学家希望通过贝努的这些小碎片弄明白地球生命的起源、指出我们是否可以在小行星上开采稀有元素以及贝努是否含有水。
OSIRIS-Rex的艺术想象图
图片来源：NASA/Goddard/University of Arizona
如果小行星上确实含有水，那么我们将更容易想象人类在远离地球的地方生活。来自NASA探测器拍摄的照片还捕获了微粒从贝努飞出的景象，这说明贝努是一颗活跃的小行星，这是相当罕见的。
简单地说，贝努将帮助我们加深对小行星的了解，甚至可能是我们对自己的了解。当然，和帝国大厦一样高的它也有一个轨道，因为太靠近地球而令人不安。
尽我们所能去研究它，但是如果它太近了，又要如何应对威胁呢？那就是豪利的工作领域了。
行星护卫队
如果这是电影，豪利和她的团队作为负责拯救地球的一群人，将出现在海报中。出生于奥克兰的豪利一直保持着童年时代对星空的热情，从社区大学到加州大学伯克利分校再到加州大学圣克鲁兹分校，她成为家庭中第一个获得博士学位的人，但她并没有随时等待着跳槽。
因为没有这个必要，她阻止小行星毁灭地球的武器库包括物理和数学。
“NASA的任务是寻找所有一千米大小以及更大的小行星，90％以上靠近地球轨道的天体中的任何一个都可能有潜在的危险，”豪利说。豪利认为 “近”是距离地球不到1.6亿千米。任何进入这个距离之内且大小等于或大于半个橄榄球场的小行星都有潜在的危险。
事实上，本世纪还没有任何一颗符合豪利认定标准的小行星——甚至贝努也不是。如果它确实要撞击地球，最早也要等到2175年。但这并不意味着豪利和她的团队不会保持准备并提高我们对小行星的响应能力。
要记住的是，你在电影中看到的小行星纯属虚构。
与电影中驱除得克萨斯州大小的小行星的布鲁斯·威利斯不同，豪利更关心较小的天体，它们更难发现和追踪，尽管它们不会毁灭整个世界，但仍可能造成重大的破坏。
这些小行星会损害城市，由于它们较小巧，因此很难观测到。当然它们对地球是没有威胁。
豪利说：“现在没有任何小行星处于我们的关注当中。”
豪利收集像贝努这样的小行星的相关轨道数据，据此推断未来的小行星并制定缓解策略，以防造成损害。
复仇者，集合
和电影一样，防止小行星撞击地球是一个团队的共同努力。劳伦斯利物莫国家实验室专门研究偏转和缓解策略。NASA则考虑如何扩大小行星的侦测范围，以及必要时如何登陆这些小行星。他们的团队与来自世界各地的团队每年聚一次会，以讨论和模拟小行星管理策略。
例如，小行星贝努在2185年有1/2700的概率会撞击地球。
“这听起来很吓人，”豪利说。“然而，这种可能性会不断变化。1/2700的概率是因为我们真的不知道贝努2135年的准确轨道是什么样的。”
“当我们知道越多，概率就会变得越准确。” 豪利猜测，发生碰撞的可能性会比较小。
“我们为贝努制定了缓解策略，”豪利补充说，“例如，我们已经展示出了获取更多信息的能力——发射奥西里斯王号探测器 (OSIRIS-Rex，起源-光谱-资源-安全-风化层探测器）。”
我们有贝努相关的数据，并且我们能预测它从现在起100多年后的位置，豪利晚上可以轻松入睡了。管理和规划其他具有威胁的小行星的国际工作也是如此。
豪利说：“我倒是更担心涂防晒霜。”
当你了解像贝努这样的小行星撞击地球的后果时，才会知道什么是毁灭性的灾难。
豪利说：“如果贝努今天就要撞击地球，它将释放大约27亿吨级的能量——相当于超过一百万枚投放在广岛的原子弹，没有人想消受这种爆炸冲击。”
但是，我们对贝努的轨道进行了充分的研究，在不久的将来它不会构成威胁。
多亏了NASA的奥西里斯王号探测器（现实中的布鲁斯·威利斯），我们很快就会对贝努的成分和质量有更多的了解。如果我们拯救地球的唯一机会是把一颗小行星炸成碎屑，那么此类信息对于我们推测炸碎后小行星的状态会大有帮助。
深空爆炸
那么关于爆炸呢？最后一刻的英雄主义呢？
在《世界末日》中，Dolly是上述得克萨斯州大小的小行星（“我们不知道有像得克萨斯州这样大小的小行星，”豪利指出），电影中的英雄们在距它撞击地球仅剩一个小时的时候仓促地阻止了它。
“因此，我们谈论的是将在一小时内撞击地球的直径达到1200千米的天体。要把这个天体炸成大小相等的两个碎片，并朝相反的方向推动这两个碎片使它们错过地球（像电影中一样），所需的能量大约相当于太阳一天的能量总输出，” 豪利说。“显然我们没有那种能力。”
幸运的是，如果我们可以提早看到它们的到来，则不需要那种能力。豪利和像她这样的团队部署的各种策略就是为了避免小行星与人类的“决斗“。
实际上是有可能使用爆炸来改变小行星运行方向的（如同《世界末日》），豪利说：“使用核装置不是不可能，实际上，把能量存积到小行星内部以将其推离地球是一种非常有效的方法。” 。
豪利正在致力于研究的一种推动方式，称为HAMMER，即应急响应超高速小行星的缓解任务。
在这种情况下，爆破装置将是一个装有核弹的小型航天器，该装置会在小行星上或者附近引爆。这与地球上的爆炸大不相同——所有核能都将直接注入小行星，从而推离小行星。如果要派这种小型航天器到贝努执行这样的任务，它的前辈奥西里斯王号探测器（OSIRIS-Rex）功不可没，因为我们在实施这种战略之前需要了解小行星的成分组成。
“存积大量能量并以无法预测的方式破坏小行星不是我们想要的。我们想要的是确保我们掌控一切，”豪利说。
《天地大冲撞》剧照
1998年的电影《天地大冲撞》（Deep Impact）描绘了这样的情节，尽管打击导致小行星破碎成两部分，但这仍然很危险。
豪利和其他行星防卫者有着清楚的判断，可以通过使用具有动力的撞击器来避免这样的问题，例如，一艘航天器，无核武器，它只是撞向小行星，然后将其推离原有轨道。
选择动力撞击器也避免了政治上的困难，毕竟要使用核武器就绕不开政治问题。而这正好是豪利和其他国际团队所考虑的“偏航“方式。
她说：“尽管可以向人们保证安全，但这仍然让人觉得不安。” 庆幸的是，持续不断的国际合作为外交方面奠定了基础。世界各地的团队站在科学和政治的角度，开会评估人们该如何应对来自小行星的威胁。如何与一位持怀疑态度的领袖人物打交道？如何与忧虑的公众交流？在这些场景中要考虑的东西不可谓不多。
豪利说：“我只是认为有一份计划是好的。”
当然了，我们无法为所有可能的事情制定好计划。一些较小的小行星很难被发现——例如2020 QG小行星从靠近太阳的一侧距地球10,000英里之内经过（如果距离太近的话，可能会在地球的大气中燃烧）。
又或者是2013年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的小行星，爆炸冲击波造成了约1,500人受伤。
NASA正在开展一个项目以提高我们发现小行星的能力，尽管这些小行星对地球造成灾难性破坏的可能性极低。太空中移动的天体不计其数，包括流星，卫星和太空碎片。当然，豪利计划中的低概率事件也可能具有很强的破坏性。
“我一直安慰我的朋友和家人，就像'哦，还有一个我甚至不知道的。' 知道这些小行星一直在穿行的感觉很好，我们看到了很多。有时，直到它们靠近地球并经过时我们才发现。这都很常见，因为这些昏暗的小行星很难观测到。因此，拥有敏锐的探察力总是好事。”
除了为几乎不会发生的情况做准备以外，豪利及其团队的工作还有其他益处。他们的研究有助于我们加深对小行星以外的事物的认识，比如地球生命的起源。
“所有的这些信息仅对基础性科学有用，那些我们没有考虑到的其他想法可能超出了人们思考的范围内。”
例如，未来某一天，小行星有可能成为人类在其他星球上生存的垫脚石。根据目前正在开展的工作，到小行星上采集物料也是一种可能。
豪利说：“当今的科学家总是受益于在他们之前完成了的科学研究，所有的这一切将造福下一代。”
因此，尽管豪利会时不时地从担心最新的小行星成为头条新闻的朋友和家人那里收到短信，但重要的是记住不必恐慌。走出去享受这个美好的世界吧！将恐怖的东西统统留给电影。
『天文时刻』 牧夫出品
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