數百萬顆可能威脅地球的小行星仍未被編目

美國宇航局行星防禦的最佳希望寄託於一顆擬議中的小行星探測太空望遠鏡。它會獲得資助嗎?

在變成恐龍末日的隕石坑之前,結束恐龍時代的太空岩石很可能是一顆近地天體(NEO),一顆偶爾會進入我們星球撞擊範圍的小行星,因為它圍繞太陽執行。美國宇航局和其他航天機構現在正在開發偏轉和重定向小行星的方法,以防它們靠近,但這些技術只有在我們先於它們發現危險的近地天體時才有用。然而,美國宇航局的搜尋工作進展並不順利。

2010年,美國宇航局完成了國會授權的目錄編制工作,列出了直徑一公里或更大的近地天體的90%以上——這些物體足夠大,足以造成行星規模的災難。目前已知沒有如此災難性大小的物體正處於與地球碰撞的軌道上,但數百萬顆較小的近地天體仍然未被發現。即使是微不足道的近地天體也可能造成重大的區域性問題,例如2013年在俄羅斯城市車里雅賓斯克上空爆炸的18米岩石,造成超過3000萬美元的損失,並至少造成1600人受傷。

認識到較小近地天體的威脅,國會在2005年提高了美國宇航局的標準,要求該機構在2020年之前編目直徑為140米或以上的90%的中型近地天體。然而,國會未能為該機構提供足夠的新資金來實現這一雄心勃勃的目標。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


因此,美國宇航局遠遠落後。“以我們目前的能力,2020年的截止日期是無法實現的,”美國宇航局近地天體調查專案官員林德利·約翰遜說。該機構主要依靠三架地面光學望遠鏡來搜尋近地天體——即使在它們最大和最近的時候,這些物體仍然非常暗淡且難以找到。這種方法將搜尋限制在天文臺上方天空黑暗晴朗的幾個小時內。美國宇航局的廣域紅外巡天探測器(WISE)航天器也透過尋找近地天體被陽光加熱時發出的標誌性熱輻射來搜尋近地天體,但WISE預計最早將於2017年停止執行。

截至2013年初,美國宇航局已經繪製了大約1400顆“潛在危險小行星”的地圖。在未來100年內,沒有一顆被標記為令人擔憂。圖片由NASA和JPL-CALTECH提供

所有這些限制意味著,目前的調查將需要再花費30到35年的時間才能找到估計潛伏在太陽系中未被發現的數萬顆中型近地天體。“對於錯過截止日期沒有懲罰,”約翰遜說,“只要沒有什麼大的東西會撞擊我們。”

現在,全球小行星意識的最佳希望可能是一顆名為NEOCam的擬議紅外太空望遠鏡,該望遠鏡於2015年9月被該機構列入候選名單,與其他四項提案一起競爭資金,作為其高度聚焦科學任務的“發現計劃”的一部分。美國宇航局將在今年晚些時候選擇其中一到兩項提案,以繼續開發,目標是最早於2020年發射。

如果發射升空,NEOCam將使用創新的新型紅外探測器,發現比迄今為止發現的所有近地天體多10倍的近地天體,從而實現國會2005年的授權。但NEOCam的選擇並非必然。在聯邦政府資助的太空科學這一高風險環境中,可以認為,尋找危險太空岩石的任務資金應該來自美國宇航局行星科學部門以外的其他地方,該部門一直是近期聯邦預算削減的常規目標。儘管國會最近將對近地天體調查的財政支援從每年400萬美元增加到4000萬美元,但搜尋中型物體的太空任務的價格估計約為5億美元。因此,如果不對近地天體計劃的資金進行另一次大幅度增加,美國宇航局內部幾乎沒有其他地方可以輕鬆獲得這筆資金,除了該機構的行星科學計劃。

馬里蘭大學的天文學家、美國宇航局“深度撞擊”號航天器(一項“發現級”任務)的前首席研究員邁克爾·阿赫恩說,資金爭奪甚至不應該成為一個問題。鑑於國會認為這項搜尋是美國宇航局一項重要的公共政策任務,它應該適當地資助這項任務本身,他解釋說:“美國宇航局能否承擔不起選擇NEOCam的後果?這正是我所擔心的。”

美國宇航局噴氣推進實驗室的天文學家、NEOCam的首席研究員艾米·梅澤強調,該任務是“發現計劃”的絕佳候選者,因為它具有超越保護地球免受小行星撞擊的科學目標。例如,該望遠鏡將描述一些近地天體的軌道、形狀、成分和自轉速度——這些資訊將幫助研究人員追溯太陽系的歷史,併為未來的人類和機器人深空任務選擇新的目標。

但梅澤堅持認為,即使NEOCam純粹是為了行星防禦,它或類似的另一個任務仍然是值得的。“就風險與後果而言,小行星撞擊的可能性不如氣候變化那樣令人擔憂,氣候變化是非常真實的,必須立即解決,”她說。“但這並不意味著我們不應該出去尋找潛在危險的近地天體。尋找將大大有助於量化我們正在處理的問題以及我們應該有多擔心。這是一件合理的事情。”

李·比林斯是一位科學記者,專門研究天文學、物理學、行星科學和航天,並且是大眾科學的高階編輯。他是廣受好評的書籍《孤獨的五十億年:在星空中尋找生命》的作者,該書於2014年榮獲美國物理學會的科學傳播獎。除了為大眾科學撰稿外,比林斯的文章還曾發表在《紐約時報》《華爾街日報》《波士頓環球報》《連線》《新科學家》《大眾科學》和許多其他出版物上。比林斯是一位充滿活力的公眾演說家,曾為美國宇航局噴氣推進實驗室和谷歌做過特邀演講,並曾擔任《國家地理》、突破獎基金會、先鋒工作室和各種其他組織舉辦的活動的主持人。

比林斯於2014年加入大眾科學,此前曾在SEED雜誌擔任編輯。他擁有明尼蘇達大學新聞學學士學位。

更多作者:李·比林斯
大眾科學雜誌 第314卷 第1期本文最初以“未知的恐懼”為標題發表於大眾科學雜誌 第314卷 第1期 (), 第12頁
doi:10.1038/scientificamerican0116-12
© .