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近地小行星(NEAs) 指的是那些軌道與地球軌道相交的小行星。這類小行星可能會帶來撞擊地球的危險。同時,它們也是相對容易使用地頢發射太空梭訪問的。事實上,訪問近地小行星所需的delta-v比訪問月球還小。NASA的近地小行星約會探測器已經訪問過這些小行星中最著名的小行星433 號(愛神星)。目前已知的大小4千米的近地小行星已有數百個。可能還存在成千上萬個直徑大於1千米的近地小行星數量估計超過2000個。天文學家相信已經在它們的軌道上運行了1000萬至1億年。它們要最終與內行星碰撞要麼就是在接近行星時被彈出太陽系。

1發現

近地小行星Itokawa

  近地小行星Itokawa

1898年,天文學家維特發現了第433號小行星。他用筆一算,簡直嚇了一跳。這顆小行星的軌道半長徑只有1.46天文單位,比火星還小。而且在它到達近日點時,距離太陽只有1.13天文單位,已經非常靠近地球了。這個發現引起了人們的特別關注,為這顆小行星起了個愛神星的雅號。這是自第一顆小行星穀神星發現以來,首次觀測到的主環帶內小行星。
小行星愛神星發現后的20多年時間裡,人們一直以為它就是距離太陽最近的小行星,因此備受人們的青睞。然而,到了1932年,比利時天文學家德爾波特發現了第1221號小行星「阿莫爾」,它把小行星距太陽最近的記錄刷新到1.09天文單位。時隔僅兩個月,阿莫爾的這一新記錄又被另一顆新發現的小行星所取代。這顆小行星一下子把近日距的記錄刷新到0.65天文單位。使人們驚嘆的是,它不但越過了地球,而且還飛越過了金星軌道。這顆被編為第1862號的小行星取名為太陽神阿波羅。
從此之後,小行星的近日距記錄接二連三地被打破。天文學家們根據已經掌握的這些小行星的近日點距離和軌道半長徑的數值,把它們劃分為三種類型,軌道半長徑和近日距都在地球軌道以外的稱為阿莫爾型小行星;軌道半長徑稍大於地球,而近日距在地球軌道之內的稱為阿波羅型小行星;軌道半長徑和近日距都在地球軌道之內的稱為阿登型小行星。這三種類型的小行星都稱為近地小行星英文簡稱NEO(Near Earth Object)
近地小行星

  近地小行星

2威脅

近地小行星想象圖

  近地小行星想象圖

近地小行星距地球有多近呢?人們最早發現的近地小行星愛神星是1898年發現的。等到1930年1月發生大沖(它到達近日點時與地球、太陽排列成一直線。這時離地球最近)時,記錄到它與地球的最近距離為0.17天文單位,約2500萬千米。阿波羅星在發現那年的5月15日,它的近地距離僅為1140萬千米。
20世紀30年代,是近地小行星頻繁造訪地球的時期。記錄表明,1936年2月7日,小行星阿多尼斯星在距地球220萬千米的地方掠過地球。1937年發現的「赫米斯」星,著實把人們嚇了一大跳。這年的10月30日,它跑到地球身旁的70萬千米處,一夜間越過了地球大半個天空。幾十萬千米在天文學家眼裡只是近在咫尺之距。如果它在途中遭遇什麼「不幸」(指地心引力作用),弄不好會同地球相撞的。赫米斯(又譯為赫爾墨斯)為希臘神話中眾神的使者,常被宙斯等眾神派到地上來「探訪」。人們用這個名字給離地球最近的小行星命名,是再合適不過的了。
隨後的五六十年中,人們相繼記錄到的近地小行星還有伊卡魯斯星、地理星、托洛星以及近年發現的奧斯汀星,它們都與地球比較接近。但是,絕大多數的近地小行星的近地距離都比月地距離大。也就是說,迄今為止,還沒有發現一顆小行星是從地球與月亮之間飛掠過地球的。
近地小行星撞擊地球想象圖

  近地小行星撞擊地球想象圖

小行星的頻頻造訪,已引起天文學家們的關注。近幾十年來,有些與地球軌道相仿的小行星以及有可能靠地球最近的一些小行星,已經處於天文學家的密切監視之下。因為一些科學家們認為,儘管有些小行星的軌道並不與地球軌道完全重合,有一定的傾角,但由於小行星在大行星的攝動下,軌道會和地球軌道相交,從而有可能與地球相撞。這並不是聳人聽聞和庸人自憂。目前,國際天文組織機構已經成立了監視和預警機構,對小行星中的危險分子和可疑分子進行密切的監視與追蹤。

3分類

一些近地小行星擁有很高的偏心軌道導致它們實質成為「短期」彗星,因為它們會在太陽附近完全消耗揮發,事實上只有很少近地小行星展現出類似彗星那樣昏暗的彗尾。這些近地小行星可能來自柯伊伯帶,柯伊伯帶在海王星外圍,那裡是彗星的來源地。其餘的近地小行星可能是真正的小行星,在木星的引力交互作用下衍生自小行星帶。三類近地小行星:
阿莫爾型小行星
這一類小行星軌道位於地球和火星間,近日點位於地球軌道外一點點(1.017 -
近地小行星1999 KW4

  近地小行星1999 KW4

1.3 AU)。阿莫爾小行星經常穿越火星軌道不會穿越地球軌道。火星的兩個天然衛星,火衛一和火衛二,似乎是被火星引力俘獲的阿莫爾小行星。值得一提的是阿波羅小行星與阿托恩小行星的偏心軌道穿越地球軌道,這使得它們可能產生撞擊的威脅,而阿莫爾型小行星不穿越地球軌道但卻可能距離地球非常近。有時也使用阿朱那小行星指稱那些幾乎完全與地球軌道重合的小行星。近地小行星的稱謂要比近地天體來的嚴格。

阿波羅小行星

這一類小行星軌道軌道位於地球軌道外,近日點位於地球軌道內。

4撞擊實例

2002年6月6日,一個估計直徑為10米的天體撞擊了地球。該次撞擊發生在地中海,地點約在34°N 21°E。 該天體在大氣層中引爆燃燒。其釋放出的能量大約(根據次聲測量)相當於2.6萬噸三硝基甲苯(黃色炸藥),與一個中型核武器相當。當時印度與巴基斯坦正處於核戰邊緣,如果該小行星撞擊在該區域後果將是災難性的。
中國發現的第一顆近地小行星的軌道

  中國發現的第一顆近地小行星的軌道

2010年9月8日,兩顆軌道不同的小行星將分別於美國東部時間8日清晨和下午與地球「擦肩而過」,屆時它們各自與地球的最近距離均少於地球和月球之間的距離,但地球上的人用肉眼看不到它們。 航空航天局稱,第一顆小行星代號為2010 RX30,直徑在10米至20米之間,將於美國東部時間8日5時51分到達距地球最近處,約為25萬公里,此時它的位置在北太平洋上方;第二顆代號2010 RF12,直徑6至14米,將於美國東部時間17時12分到達距地球最近處,約為8萬公里,此時它在南極洲上方。地球和月球之間的平均距離約為38.4萬公里。 美國航空航天局的一名科學家介紹,宇宙中每天都有大約5000萬個天體從靠近地球的太空中穿過,但這兩顆小行星在同一天以如此近的距離與地球「親密接觸」,實在不多見。他還表示,人類應該加強對有可能威脅地球的天體的監測,目前用於這方面的天文望遠鏡還不夠大,數量也不夠多,因此只能提前一兩天觀測到朝地球飛來的「危險天體」,這兩顆小行星的「到訪」為我們敲響了警鐘。

5防禦方案

中國知名學者周海中教授接受媒體採訪時表示,科學界目前有多種對付近地小行星撞擊地球的防禦方案,並且有些方案正在準備付諸行動。具「理論可行性」的方案有:

星系

星系
一是用核武器去炸掉它,但麻煩的是爆炸很可能把它變成許多小「殺手」,把帶有放射性的物體拋入不可預測的軌道;而對於一些鬆散結構的近地小天體,爆炸所起到的作用又很有限。這種方法一直毀譽參半。
二是用太空飛船撞擊它,改變其軌道或把它撞碎。這種方法比較有效,但如同用核武器一樣,這也可能把災難擴大數倍。
三是用航空器給它施加壓力(即用機械力),使它加速或減速,從而改變其飛行方向。這種方法比較理想,但不易實行,並存在一定的風險。
四是用激光使它的表面物質向外發散,從而產生反向加速度使它改變飛行方向;或者用超強激光把它摧毀成對地球無害的小碎塊。這種方法也比較理想,但必須要有超大功率的激光系統。
五是用油漆塗料來改變它的顏色,影響它吸收太陽光和熱量,通過熱能的變化來改變其軌道。這種方法見效比較慢,另外所需的大量塗料如何運去也是個問題。
六是用火箭把一面巨大的風箏形太陽帆發送到它的上面,而張開的太陽帆利用反彈太陽光子所產生的壓力把它逐漸推離原來的軌道。這種方法的技術要求較高,難度較大。
七是在它的表面插入一種像火箭那樣的裝置,讓這種裝置不斷地噴出物質,像噴氣式飛機那樣,通過反作用力來改變其飛行方向。這種方法好像有點浪漫色彩。
當然,還有其他的防禦方案。不過,所有的方案現在幾乎都停留在理論設想階段;它們是否切實可行可靠,還要靠將來的實踐來檢驗。

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