"太阳帆"能逐渐改变天体绕太阳运转的轨道,最终远离地球。这种包围战术应该适用于任何一种小行星或者彗星。” “太阳帆”包围战术 “太阳帆”技术是阿波罗9号宇航员拉塞尔·施威卡特和爱荷华州立大学的Bong Wie提出的一种重力牵引机……
当地时间2010年4月27日,日本宇航探索局公布太阳帆飞船“伊卡洛斯号”模拟图。其后于2010年5月21日,发射自主研发的h2a火箭 ,其中有岩石层结构与一些挥发性物质(例如由水或者甲烷结成的冰)相间分布着。
2005年9月抵达“丝川”小行星并于2010年6月回到地球的日本航天探测器“隼鸟号”,也在这个天体目录上添加了一个新的小行星地表结构的相关资料。
电影里的“核摧毁”
如何令这些可能成为“星际入侵者”的近地天体偏移轨道,远离地球?科学家正在积极做各种准备。只是如何实施这些设想方案,仍存在分歧。在美国,专家们倾向于先送机器人或者真人宇航员到对地球没有威胁的小行星上,进行“偏移技术”实验;在俄国一些小行星观察者却认为,阿波菲斯和地球碰撞的风险被低估了,他们主张立刻把“偏移技术”实验集中在阿波菲斯小行星上实施……
2007年初,麦特劳夫参加了美国国家航空航天局马歇尔航天飞行中心的一个计划于2020年底投入使用的“偏移技术”研究。他说:“人类不必像恐龙那样被动地等待下一块大岩石的降落。因为我们拥有对天空的先进认识,以及能够立刻改变任何与地球有碰撞可能的天体的轨道的航空技术。”他提出利用光压把有威胁的天体推到安全轨道上。
麦特劳夫否定了流传甚广的、最具戏剧性的、也是好莱坞特效专家最青睐的“核摧毁方案”。“仅仅是往火箭里装载上一堆热核弹,当航天器接近目标时对准并发射,虽然爆炸会释放足够的物质来改变天体轨道,改变对方的轨道,但假如目标被碎片化了,结果便会变成多个具备高放射性的岩石块同时威胁地球了。此外,把1亿吨炸弹投掷进太空的计划,哪怕只是做测试,想必都会遭到许多人反对。所以,"核摧毁"只能是人类的最后防守方式。”
他更倾向于另一个“动力方案”。该方案类似于用一颗子弹击中另外一颗,即发送一个小型航天器接近并撞击小行星。这个工作理论上可以用太阳能集热器或者“太阳帆”来完成。但这种碰撞的前提,同样是这颗小行星坚固得足以承受撞击而不会破碎。它如果出现碎片化,情况也只会更糟。
麦特劳夫提出更好的办法叫做“太阳帆方案”。“我们可以在对地球具有攻击性的近地天体周边围上几个"太阳帆",就像铝箔裹着土豆一样,改变它反射光的角度,从而改变阳光作用在它上面的有效压力。在这种方式下,"太阳帆"能逐渐改变天体绕太阳运转的轨道,最终远离地球。这种包围战术应该适用于任何一种小行星或者彗星。”
“太阳帆”包围战术
“太阳帆”技术是阿波罗9号宇航员拉塞尔·施威卡特和爱荷华州立大学的bong wie提出的一种重力牵引机技术。麦特劳夫参与研究了美国国家航空航天局的太阳能集热器,它类似标准“太阳帆”,但其目的仅仅是把阳光集中到一个更小的、被称为“推进帆”的平面镜上,再反射到具威胁性的小行星上。如果小行星含有挥发性物质,强烈的光束足以蒸发行星的部分表面,假设这些被蒸发的气体会以每秒1公里的速度射入太空,就能产生足够的动力,把小行星从可能与地球碰撞的路线上转移开。这种方法的好处是,它能有效作用于各类天体,无论是金属、石头构成,还是富含冰的天体。
不过麦特劳夫仍怀疑这种方法的实效性。因为推进帆需要在威胁性天体附近保持几十年的“包围”姿势,对该天体不断施加微小引力,才有可能改变它的路线。
所以2008年麦特劳夫在《宇航学报》上又发表了一篇文章,称光束要足够强,才能蒸发足够的挥发性物质,最终完成移转小行星的任务,那么阳光照射小行星表面时,热量能到达多深的地表?
现有的研究表明,地球上的大多数土壤仅能让光进入到100微米的深度。麦特劳夫从美国自然历史博物馆海登天文馆中,取出了两块1969年撞击墨西哥背部的阿连德陨石样本,进行光束照射实验。这两个碳粒陨石样本,一个仅30微米厚,一个仅几克重,是仿造的袖珍陨石。实验中,一束波长532纳米的绿色激光束和另一束650纳米的红色激光束,分别穿过两块陨石样本。结果显示,两个样本的透光程度几乎与地球上的土壤透光程度相同。麦特劳夫在2010年7月陨石协会的一个会议上展示了这个结果。他希望还能在更多小行星样本上做相关实验。2010年,美国总统发出指示,要美国国家航空航天局做好到2025年送宇航员去探索近地天体的准备。在这个任务或者接下去的任务中,宇航员便可以到外太空测试一下“太阳能集热器”和其他“偏移技术”。
实际上,2010年已有两个人造推进帆进入太空。
较宏大的边长14米的正方形帆,名为“伊卡洛斯”号,由日本宇航局发射在地球和金星之间的行星际轨道上,是由太阳辐射驱动的行星际风筝式飞船,已证明太阳辐射压力能够用作原推进力和姿态控制。计划在2020年左右升空的飞船,在经过太阳附近时也会使用到太阳帆。它将从光压中获得足够动力,转入一个能探索特洛伊小行星(跟在木星轨道上的一颗小行星)的轨道。
美国国家航空航天局发射的“nanosail-d2”,与“伊卡洛斯”号差不多大小,但更轻巧。它于2010年底发射,2011年1月展开它的帆板。展开帆时,这艘飞船处于一个相对低的地球轨道上,大气阻力甚至能够影响其轨道,业余天文学家也能观察到它。它的关键任务是通过对接方式,清理太空垃圾,利用帆把太空垃圾拖到低层大气中燃烧处理。
科学家们认为,一旦实现成功转移小行星,不仅能降低星际入侵的可能,还能把一些冰水天体转移进高地球轨道,方便人类的太空居住站从中提取火箭燃料的材料,提取维持生命的原料,帮助防护宇宙射线工作,建设能够把太阳能发送到地球的卫星服务,等等。