小行星防御变得越发紧要了。
20世纪90年代初,夏威夷大学天文学家戴夫 · 索伦(Dave Tholen)产生了一个想法,而且自从这个想法进入他的脑海,就挥之不去了。索伦的专长是发现小行星并绘制小行星的分布图——他之前甚至在美国宇航局推动组建的早期“探测委员会”中任职。这个委员会建议索伦在天空的“对侧区”——太阳的另一面,地球在三者中间——寻找小行星,因为他们的模型表明,可以在那里发现大多数小行星。
然而,索伦自有打算。他说:“委员会的建议有点像是循环论证。从本质上说,他们的说法就是,寻找小行星的最佳地点就是我们一直在观测的这片区域。”他思忖,要是刻意寻找那些轨道在地球与太阳之间的小行星,效果会怎么样?他描述说:“就位置来说,这些小行星就类似水星和金星,但轨道的偏心率更高,也就是更像椭圆。”他还表示:“要是这个区域内的小行星撞击地球,那我们估计永远看不到它们朝我们飞奔而来,因为它们总是处在天空的白昼一侧。”
萌生这个想法之后,索伦为筹集资金花了多年时间。最终,他在2004年拿到了使用夏威夷莫纳克亚山山顶昴星团望远镜执行计划的机会。在使用这架望远镜的最后一晚,索伦和同事看到有什么东西在快速移动——一般来说,这是只有近地天体才有的特点。于是,他们立刻飞往亚利桑那,在基特峰天文台继续观测。按照他们的设想,他们应该在仪器屏幕的左上象限看到某种天体,但结果并非如此。相反,他们在右下象限发现了某种情况。第二天深夜,他们又做了一晚观测,结果证实了他们最初的猜想。出现在屏幕右下象限的物体正是他们之前在夏威夷观测到的天体。接着,索伦把他俩的观测数据发给了小行星中心,后者把这颗小行星命名为“2004 MN4”。
接着,人们对2004 MN4展开了更多观测,做了更多计算,最后逐渐意识到了一个事实。索伦说:“这颗小行星会在2029年真的与地球近距离接触,而且距离近到可能发生碰撞。”之后,2004 MN4被重新命名为“阿波菲斯”——古埃及神话中的一个邪恶的神明。据估计,阿波菲斯直径大约400米,比1908年在俄罗斯上空爆炸、扬起55万吨尘土、摧毁了两万平方千米西伯利亚森林(这起事件甚至影响到了英国的大气压)的那颗小行星还要大。如果阿波菲斯真的撞击地球,那么撞击产生的冲击力可能相当于10亿吨TNT炸药——更直观地说,这个威力同许多核武器相当、足以把成千上万平方千米的土地夷为平地。更可怕的是,如果阿波菲斯的着陆地点在人口稠密的区域,那必然会造成数百万人死亡。
按现在的测算,阿波菲斯有1/62的概率撞击地球,按都灵危险指数分级为4——都灵危险指数是一个旨在衡量小行星对地球威胁的分类系统。第4级的含义是:离地球比较近,值得天文学家注意——也就是近地天体群体中足以引起恐慌的那一类。于是,全世界的天文学家都开始忙着做与阿波菲斯有关的计算,而《纽约时报》则提出疑问:“是否应该把阿波菲斯加入可能造成世界末日的元凶清单中?”不过,阿波菲斯直接撞地球的威胁很快就消失了,因为以光学望远镜和射电望远镜观测数据为基础的更多计算表明,这颗小行星的运行轨迹只是与地球“比较接近”。
关注小行星大部分小行星是岩石天体,它们是我们太阳系形成时期留下的遗迹。目前已知的小行星超过130万颗,图中列出了最为出名的几颗,比如直径达到530千米的灶神星
计算得到证实后,阿波菲斯在都灵危险指数中的分级降为0,也就是降级成为诸多围绕太阳运动的岩石之一。就像过气的流行歌星一样,阿波菲斯在欧洲空间局近地天体协调中心的“风险清单”上被除名了——这份清单就好比是表明对地球存在潜在威胁的近地天体的排行榜。不过,按计算,阿波菲斯会在2029年4月13日周五以31 800多千米的距离与地球擦肩而过——这个距离比电视卫星与有线电视的距离都近了。届时,它会成为迄今为止离我们最近且最大的小行星,而且只用肉眼就能看到。索伦表示,虽然阿波菲斯现在的运行轨道还不足以引发我们的担忧,但它最终奔向地球的轨道永远要受到宇宙级不确定性的影响——这种不确定性有可能来自阳光的波动给小行星造成的轻微推力变化,也有可能是来自其他不可预测的引力现象。
这意味着,阿波菲斯将始终身处未来数代天文学家的关注名单上。索伦问道:“地球的潮汐力可以改变这颗小行星的形状吗?可以改变它的自转速度吗?我要采取观望的态度。”
这就是我们大多数人知道的关于现代近地天体研究的情况。我们探测到某颗小行星——它可以是刚出现的,也可以是之前已经发现过的,只是出现在新地点。要是我们觉得它的运动轨道离地球很近,近到令我们不安,那我们就会给它一个令人警醒的危险等级,哪怕我们谁都不知道真实情况究竟如何。而媒体则通过煽动性的标题和诸如《深度撞击》(Deep Impact)等电影中的镜头加以回应。然后,科学逐渐发挥作用,并确定这颗小行星撞击地球的风险微不足道。于是,人类世界就像所有漂浮在地球周围的天体一样,继续原来的平静生活。
然而,追踪小行星与其说是一个绝对不确定的游戏,不如说是一个减少不确定性的游戏。这一次,阿波菲斯还只是一个错误警报,但等到它下一次接近地球时——那个时候,你、我,还有戴夫 · 索伦应该都不在这世上了——我们这座宇宙级赌场里的概率又不一样了。我发现,有些人真的做着小行星撞地球的梦(而且做这个梦的人多于你的想象),因此,这个漫长的游戏的确很有吸引力。
2023年,我开始去见一些人,这些人每天都花很多时间思考一个看似在全球“需求层次”中位置相当低的问题。这个问题现在的确不那么紧迫,但它迟早会紧迫起来。这个问题就是:在现代世界中,无论是人为导致的,还是自然因素导致的,到底有多少其他威胁可以称作毁灭级事件?
为此,科学家闭门热烈讨论多年,甚至在餐巾纸的背面描绘了一些新奇想法的草图。他们正努力寻找解决这种威胁的方法,而且是字面上的正面迎战。我不确定这究竟是科幻战争游戏——比如星际思维视角下的梦幻足球——还是一个终究充满希望的迹象,表明人类世界在面对这类和其他迫在眉睫的威胁时,能够通过集体智慧拯救自身。
按照美国宇航局的说法,我们的太阳系中目前已知有1?351?594颗小行星。这个数字公布在一家机构的网页上,缓慢但稳定地增加着,就像工厂里那些“距上次事故XX日”的标语一样——毕竟,天文学家仍旧在广袤的天空中不断认证新的小行星。正如美国宇航局所说,这些“没有空气的岩石残骸”大部分分散在所谓的“主小行星带”中,也即火星与木星轨道之间的那片环状小行星海洋。
在所有这些小行星中,大约有30 000颗被划分为“近地天体”,这意味着它们的运动轨迹最近距地球仅有不到0.03个天文单位——大约45 000千米。在这30 000颗被划分为近地天体的小行星中,大多数也只会安然无恙地与地球擦肩而过。不过,在过去的100年中,出现过两次由流星引发的大气爆炸,万幸爆炸发生地的地理位置偏远、人口稀疏,要是发生在城市区域,很可能会夷平整座城市,造成数十万人死亡。然后就是那些体积小到无法计数的太空岩石。实际上,每天都会有大约100个手掌大小的此类岩石——我们可以称之为“太空冰雹”——经受住落入地球大气时的高温炙烤,最终撞击地面。维也纳大学行星撞击研究和行星地质学教授克里斯蒂安· 科贝尔(Christian Kōberl)说,由于引力效应,地球就处在“宇宙射击场的中央”。
然而,就在不久之前,小行星的威胁还几乎完全不在美国宇航局的关注视野内。1980年,这个全球知名的航天机构只知道51个近地天体。要是没有那一小撮科学家和航空航天界的其他热心人如此痴迷于那些漂浮在天空中的物体,小行星探测和防御事业可能永远不会兴起。
也是在那一年,林德利· 约翰逊(Lindley Johnson)以天文学学士的身份从堪萨斯大学毕业。如今,他已经成为美国宇航局行星防御协调办公室的主管。我在采访约翰逊时,他身穿一件蓝色套头衫,上面绣着一个引人注目的徽章,徽章上是一个站在城堡塔楼上的人,手持望远镜对着夜空。徽章下方有一行字:“是时候拯救世界了。”约翰逊告诉我,这件衣服是长期担任《星际迷航》设计师的迈克尔·奥田(Michael Okuda)设计的。此时,约翰逊还微笑着说:“美国宇航局向来对这种标志不感冒,但这次,他们破例了。”
刚从大学毕业时,约翰逊加入了美国空军,从事太空监视系统的工作。20世纪90年代初,亚利桑那大学天文学家汤姆 · 格里尔斯(Tom Gehrels)找到了约翰逊,希望他通过新的数字成像技术帮忙寻找小行星。同格里尔斯以及其他小行星猎人——比如天文学家吉恩(Gene)和卡罗林 · 舒梅克(Caroline Shoemaker)——的交流强化了约翰逊对追踪小行星的兴趣。他回忆当时所想时说:“这真的是事关国家安全的重要议题。小行星撞击地球可不只对某个国家而言是噩耗,对整个世界来说都是。”
此后不久,美国空军希望委托他方做一项研究,看看到2020年时空军需要具备哪些新能力。此时,约翰逊站了出来,表示美国空军需要准备好应对小行星的威胁。对此,美国空军的管理人员无动于衷,但约翰逊相当坚持,并且写下了“为行星防御做准备”一文。他说:“当时,几乎没有任何人授权我撰写那篇文章,同事都觉得这太抽象了。”
1994年7月,小行星防御这项新生的运动迎来了一个重要时刻:舒梅克-列维9号彗星撞击木星,并且化成了具有毁灭效果的碎片雨。这是人类第一次目睹宇宙天体与行星相撞。在这颗彗星化作的所有碎片中,有一片(“G碎片”)在木星表面留下了一个地球大小的撞击坑。于是,一瞬间,天外来客的重大撞击事件再也不只是存在于考古记录中的事情(比如6500万年前发生在尤卡坦半岛致使恐龙灭绝的那次撞击事件)了。当时,《纽约时报》宣称:“小行星对地球的威胁不再是一个玩笑了。”
1994年年末,美国国会要求美国宇航局搜寻并追踪直径在1千米以上的近地天体。1998年,任务扩大了,国会要求美国宇航局在2020年之前建立一个“探测、追踪、编目并详细描述”至少90%直径大于140米的近地天体的项目。约翰逊也深度领导、参与了这项搜寻任务。然而,等到2020年这个截止日期过去之时,美国宇航局也只发现了模型预测应该存在的所有小行星中的一小部分。对此,约翰逊说:“在苦苦搜寻了25年之后,我们也只完成了42%。按照目前的推进速度,还需要三四十年才能编完整个目录。”
在希腊语中,小行星一词意为“像恒星一样的”,因为从很远的地方看小行星,它们的确就像是恒星。寻找小行星的过程有点像是孩子们经常玩的“找不同”游戏。麻省理工学院天文学教授理查德 · 宾泽尔(Richar Binzel)说:“你反复拍摄同一块天空的照片,然后努力寻找有什么东西发生了移动。”他还进一步解释说,你得从那一片模模糊糊的光线轨迹中识别出小行星特有的“轨道元素”——一个由6部分构成的坐标集,不仅可以显示目标小行星的去向,而且还能通过与之前研究结果的“联系”,判断出它之前经过的位置。另外,你观测具体某颗小行星的时间越长——比如几个月,要是几年就更好了——就能更好地预测它的去向。宾泽尔把这个过程比作棒球外野手尝试抓住飞来的球。“球棒击出球后,外野手得做判断,是要往内场走,还是往外场走?一开始,结论并不明确,但随着外野手看到越来越多球的运动轨迹,他就会越来越确信球的动向。”
1999年,宾泽尔参与设计了都灵危险指数系统。与衡量地震烈度的里氏分级和衡量飓风强度的萨菲尔-辛普森分级一样,设立都灵危险指数系统的初衷也是让科学家能用一种不那么专业的语言向大众传达特定小行星的危险程度。都灵危险指数系统的分级为0~10。0级意味着完全没有与地球相撞的风险,或者即便进入地球大气也会焚烧殆尽,不会落到地面上。而10级则意味着,你都不用麻烦跑到山上躲躲之类的,因为到那个时候,地球上所有的山大概都会沉到水下。现在的情况是,每年都会有一些刚发现不久的小行星被评级为1级——这可能会让你心跳加速,但实际上,1级仅仅意味着:“一种常规发现,这种小行星即便近距离掠过地球,也不会造成特别严重的后果。”
随着数据的积累,这些刚发现的小行星一般会被下调评级至0级。然而,实际情况往往是,在正式下调评级前,总有媒体会为了夺人眼球而撰写一些耸人听闻的新闻。这显然会激怒以宾泽尔为代表的科学家。宾泽尔说:“基本上,每周都会有数个特斯拉汽车大小的小行星经过地月系统之间的空间,这就是宇宙的运作方式。这些小行星从前是这样,现在是这样,未来也还会这样,我们现在只是越发能识别它们了。”
马里奥· 尤里奇(Mario Juric)是全球顶尖小行星猎人之一。这位华盛顿大学天文学系教授曾对我说,小行星就是他现在从事天文事业的原因。高中时,尤里奇在克罗地亚萨格勒布的一所学校学习物理学,偶然间接触了当地的一个DIY天文学项目。按照尤里奇的说法,这个项目的宗旨是“走,我们一起去做望远镜,然后发现小行星”。加入这个项目之后没多久,尤里奇就开始编制软件自动寻找近地天体了。他说:“等到我转入高年级时,就已经发现了几千颗小行星。而现在,曾经的兴趣爱好变成了职业。”
尤里奇在20世纪90年代开始搜寻小行星。当时,已知的小行星大约只有10 000颗。1801年,意大利牧师朱塞佩 · 皮亚齐(Giuseppe Piazzi)在为恒星编目时发现了第一颗小行星谷神星(因为谷神星实在是太大了,天文学家后来又把它重新分类为矮行星)。尤里奇说:“自谷神星之后,我们花了几百年才发现了10 000颗小行星。然后再花了大概30年,发现的小行星数量就上升到了130多万。”
在未来几年内,这个数字就很有可能飙升至500万,这很大程度上要归功于位于智利的薇拉 · 鲁宾天文台。这架主要工作为扫视整片天空的望远镜得名于因发现暗物质等重要贡献而出名的美国天文学家先驱薇拉 · 鲁宾(Vera Rubin)。而尤里奇则是这个望远镜项目的主要推动者之一。薇拉 · 鲁宾天文台的技术极为先进,使用的数字照相机是目前全球范围内分辨率最高的。按计划,它要开展一个名为“空间和时间遗产调查”的项目,为期10年。为此,薇拉 · 鲁宾天文台每3天就要扫视整片天空一次并做好相应记录。项目团队报告称,望远镜的正式科学运作将在2025年下半年启动。有了这架新望远镜,尤里奇就能以前所未有的广度和精确度给近地天体分类编目。
准备好拍摄特写了2025年,装备目前全世界范围内最大数字照相机的智利薇拉·鲁宾天文台就会正式开始科学工作。图中的每一片灰色六边形都代表薇拉·鲁宾天文台通过其巨大的相机镜头能够准确捕捉的小行星。薇拉·鲁宾望远镜的观测重点区域就是火星与木星轨道之间的小行星带(图中白色区域),它能让我们领略关于小行星的前所未有的细节
在推进这项工作的过程中,尤里奇获得了小行星研究所(B612基金会的一个项目)的帮助。B612基金会得名于以安东尼 · 德 · 圣埃克苏佩里(Antoine de Saint-Exupery)作品《小王子》(Little Prince)中虚构的同名小行星。这个非营利基金会由前宇航员卢杰和拉塞尔 · 施韦卡特(Russell Schweickart)在2002年创办,宗旨是密切关注地球安全,抵御来自天外来客的威胁。B612建立后收获了许多支持者,其中包括皇后乐队吉他手布莱恩 · 梅(Brian May)——他同时也是一位天体物理学家,在他的努力下,每年的6月30日被定为“世界小行星日”。
卢杰自结束宇航员生涯后就为谷歌地图工作。他对我说,绘制准确的街景地图——比如为自动驾驶准备的那种——与追踪近地天体并没有太大不同。他表示:“绘制地图需要频繁更新。从某些层面上说,大多数东西都不会改变,但每隔一段时间,总有些东西会改变。太阳系内其实也是如此。不过,与绘制地面地图不同,想绘制天上的星图还是有一个重要区别,那就是所有天体都在运动——你考察的是它们的运动轨迹,而不是位置。”
让绘制小行星分布图变得更加复杂的是,这类天体可能会消失。卢杰说,这并不是因为“它们总是会大幅改变运动轨道”,而是因为“在某些情况下,由于我们没有在足够长的时间内得到有关这些小行星的足够观测结果,因而不能很好地估算它们的轨道”。另外,一旦某颗小行星脱离了我们的观测视野,“它消失的时间越长,我们对在哪儿能再见到它的预测就越不准确”。卢杰说,有一些我们曾经知晓的小行星,但现在“任何望远镜都找不到它们”。
卢杰表示:“相当多的小行星已经找不到了。之所以出现这种情况,往往是因为一开始就没有比较好地追踪它们的轨道。”B612希望解决这个问题,具体做法是把全世界望远镜过去和现在的观测结果拼接起来,组成“一个庞大的统一数据集”。你观测某颗小行星的时间越长,就能预测越久之后它的运动轨迹。因此,追踪小行星就是一场终极漫长的游戏。
找到并追踪对地球具有潜在危险的近地天体只是问题的一方面。不过——套用马克思的话说——要是你不只想认识这个世界,还想改变它呢?或者,至少想改变小行星的运行轨道呢?
在过去几十年里,科学家、工程师以及其他活跃在行星防御事宜中的专业人士一直在理论层面构建干扰近地小行星运动轨迹的方法。一种武器就是所谓的“引力牵引器”,也就是派遣一艘宇宙飞船前往目标小行星附近——不是为了摧毁小行星,而是就在小行星附近飞行,通过飞船自身的引力效应把小行星牵引到新的轨道,就像是纽约港的拖船引导集装箱船一样,只不过场景换成了外太空。另一种武器是离子束“牧羊人”,也即宇宙飞船朝小行星打去一道高速离子束(实际上,这种技术已经投入使用,只不过是帮助人造卫星保持在正确的轨道上),用足够的力量撞击小行星,就好像让它装配了离子助推器一样。还有一些人提出了用激光轰击小行星的想法——不是像游戏里那样摧毁小行星,而是让小行星的运行轨道偏转。还有一种方案技术要求则要低得多,那就是用大型“彩弹”撞击小行星——改变小行星的反射率,随着时间的推移改变小行星的自转。不过,哪怕只是直接击中正在转动的小行星也是一个相当大的挑战了。为此,一个研究小组提出“拴绳太阳帆”方案,一旦这种太阳帆附在了小行星上,就能相当有效地控制后者。
然而,上述所有方法——大体上可以划分为“猛撞”和“慢推”两类——都没有通过理论验证阶段。直到2021年,第一枚旨在让小行星运动轨道偏转的火箭发射之后,这一切才发生变化。那次任务的目标是迪莫弗斯——一颗重达50亿千克的小行星卫星——它绕着另一颗更大的小行星迪迪莫斯运动。迪莫弗斯是这类小行星重定向任务的完美目标,因为它与地球之间的距离恰到好处:一方面足够远,万一出了什么问题,也不会对地球产生任何后果;另一方面又足够近,宇宙飞船可以相对快速地抵达。
在执行任务的火箭发射升空近一年后的2022年9月26日,双小行星重定向测试探测器——也叫“飞镖”探测器——撞向迪莫弗斯。这是一场宇宙台球。美国宇航局以无比正确的角度击出主球,使它穿过太阳系后,准确命中迪莫弗斯,并改变了后者的运行轨迹。这次撞击是一项无比巨大的人类成就。约翰霍普金斯大学应用物理学实验室行星科学家南希 · 夏伯特(Nancy Chabot)总结说:“这是人类第一次移动小行星。这绝不是什么能轻松完成的小任务。从1100多万千米远的地方发射飞行器命中一颗以6.1千米/秒的速度高速移动的我们之前从未见过的小行星,必然是一项巨大挑战。”
不过,飞镖任务也有自身的局限性。小行星离地球越近,我们就需要让它以更大的角度偏转,也就需要撞击产生更大的力,但出于必要的安全考虑,迪莫弗斯距地球显然不算近。另一个问题是,飞镖探测器本身也不大、不重:它比1985年芝加哥小熊橄榄球队那位著名的防守线球员还轻。要是一颗比迪莫弗斯大且重的小行星在更接近地球的位置上朝我们飞奔而来,我们要怎么办?应用物理学实验室工程师安迪 · 里夫金(Andy Rivkin)解释说:“那样的话,我们就需要100个飞镖航天器,甚至更多,因为很有可能会有一些航天器没法准确命中目标。”
美国宇航局艾姆斯研究中心资深天体生物学家克拉布· 沙夫(Caleb Scharf)在为《鹦鹉螺》杂志撰写的文章中写道,即便是像飞镖任务这样——“40亿年来,人类首次主动对太阳系结构做有针对性的重大工程改造”——相对小规模的尝试也可能会导致一些“完全无法预见的轨道动力学突发问题”。就和高水平台球一样,你可能顺利让8个球落袋,但最后却无法控制主球,导致功亏一篑。
通过人为手段令小行星运动轨道偏转现在已经成了技术现实。不过,在面对已知威胁时,我们——这里指的是那些掌握了空间技术的富庶国家——能否拿出足够的集体组织和政治意愿,携手合作、共同防御?气候变化议题的残酷现实表明,即使我们对客观存在的某些实际危害达成了科学共识,那也不会自动让各个国家采取有效应对策略。
无论我们掌握了何种可以“击飞”乃至摧毁朝地球飞奔而来的小行星的技术手段,仍有许多因素——尤其是政治因素——需要迅速且妥当地解决,并且是在国际合作的前提下。为了应对上述场景,一个名叫“小行星防御会议”——大家都习惯用它的英文缩写“PDC”——的组织从2004年开始每两年召开一次会议,讨论小行星撞地球这个在统计学上不太可能发生但实际完全可能出现的问题。
2023年春天,最近一次PDC会议在奥地利维也纳召开,我也去了。在联合国总部D会议室,美国宇航局近地天体观测项目负责人凯利 · 法斯特(Kelly Fast)向参会所有听众宣布,美国宇航局已经探测到一颗小行星——编号为2023PVC——有1%的概率会在2036年10月22日撞击地球。
抱团防御小行星摧毁朝地球飞奔而来的小行星一定需要国际合作。为了应对这个场面,全球各国科学家每两年在小行星防御会议上碰面。图中展示的就是2023年在奥地利维也纳举办的上一届小行星防御会议
听到消息后,在场的听众——由150名科学家、灾害反应管理人员、法律专家、前宇航员、伦理学家构成——鸦雀无声,只看到手指在笔记本电脑键盘上翩翩起舞。他们围坐在半圆形向外辐射的长桌旁,每个位置都配备了同声传译耳机,有些位置上还贴着国家名字。这个会议室的镶板用的是斯堪的纳维亚式的金色木材,散发着一种程序式气息,或许还透着一些类似过去审判战争罪时的微妙氛围。会议室外,一群戴着徽章的访客通过角落里一扇高高的窗户向下观察着会议室内的情况。
法斯特特别指出,最有可能遭到2023PVC直接袭击的区域从南太平洋一直延伸到南印度洋,同时,北美、欧洲和非洲的大片区域也在撞击区内。法斯特说:“如果撞击真的发生,那影响至少是区域性的,甚至可能是洲际性的。”不过,她还补充说(或许是为了安慰):“1%的撞击概率意味着它有99%的概率不会撞地球。”
然而,真正让美国宇航局——以及包括国际小行星预警网络、联合国外层空间事务办公室、空间任务规划咨询小组在内的各个政府附属机构以及各大私人财团——警惕的是2023PVC的大小。美国宇航局喷气推进实验室地球观测项目领导人保罗 · 乔达斯(Paul Chodas)对此发表了自己的看法。他说:“2023PVC的直径大概在220~660米之间。要是它本身比较昏暗,或者说不反射太多太阳光的话,实际大小还可能比这个范围大得多。这样一颗小行星撞击地球,爆炸当量在5400万吨~55亿吨之间。”作为对比,广岛原子弹的爆炸当量不过是1.5万吨——相比2023PVC,可以说几乎就是统计误差了。
美国宇航局艾姆斯研究中心研究小行星撞击风险的洛里安· 惠勒(Lorien Wheeler)在会议上告诉听众,如果2023PVC真的撞地球,无论是强烈的地面撞击还是低空爆炸“预计都会造成破坏性极强的冲击波和火灾”。她还补充说,考虑到2023PVC的大小,“破坏的严重程度可能会导致人类无法生存”。而且撞击发生之后情况也很难好转,因为气体、气溶胶以及其他物质会进入地球大气层。剑桥大学生存风险研究中心研究员劳拉 · 马尼(Lara Mani)说:“2023PVC撞地球后,气候循环方面的反馈几乎就是即时的。那就是撞击冬天。”
到那个时候,世界在一杯咖啡的时间里就结束了。会议茶歇时分,我们在走廊里一起喝深烤咖啡,小行星防御会议的创始人比尔· 艾勒(Bill Ailor)告诉我,这次会议其实是临时发起的。艾勒在21世纪初曾为美国私人航空航天公司工作过。他说,那个时候,“有一位美国空军的将军找到他们,说了一大堆,大意是,假设真的有一颗小行星正朝地球飞奔而来,我们能做点什么?”在小行星防御会议的开幕式上,有人问,要是真的发现了那么一个严重威胁,要怎么提请白宫方面注意。艾勒表示:“以前,我们根本做不到,但现在可以了。”
茶歇结束,与会者回到D会议室后讨论起了应对2023PVC的方案。美国宇航局戈达德空间中心工程师布伦特 · 巴比(Brent Barbee)指出,考虑到2023PVC的大小,我们需要发射1300枚“猎鹰”重型火箭——SpaceX的标志性产品——才能让这颗小行星改变运行轨道。只要2023PVC轨道的改变程度有少许欠缺,它就有可能一头扎进海洋里,进而引发灾难性的海啸。
正是考虑到一丝一毫的偏差都有可能导致灾难,欧洲空间局行星防御专家德特勒夫· 考奇尼(Detlef Kochny)呼吁使用“核选项”——利用核武器爆炸产生的威力大幅改变小行星的运动方向。实际上,早在冷战最为严重的时期,人们就一直在思考使用核武器应对小行星的方案。1967年,在一次“系统工程”练习中,麻省理工学院的一位教授召集了一次研讨会,在理论验证阶段讨论了通过核武器手段应对小行星1566伊卡洛斯的方案——按照当时的预计,这颗小行星会在1968年“近距离掠过”地球(两者最近的距离也比地月距离远38倍)。与会的研究人员提出,当时正在建造当中的6枚土星火箭,每枚都携带1亿吨当量的核爆炸物,直接轰击小行星1566伊卡洛斯,应该就能改变它的轨道——这个方案本身就有点不切实际,因为当时美国兵工厂内最大的核武器也不过是2500万吨当量。另外,核武器方案还有一个非常大的问题:它不符合法律。
乔治城大学法律学教授大卫· 柯普洛(David Koplow)说:“如果你对行星防御方案的构想包括了核武器,那你就有问题了。要是你没有一个靠谱的律师,还是不要越过这条线为好。”
不过,白宫科技政策办公室主任助理马特· 丹尼尔斯(Matt Daniels)说,在经过几十年相对不温不火的状况后,“行星防御议题已经进入了一个拐点”。2024年,欧洲空间局将会发射一枚名叫“赫拉”的探测器,它在发射升空后会自动与迪莫弗斯会合,对飞镖探测器的残骸做事后分析,从而将“这个大规模实验转变为一项易于理解并且可以重复的行星防御技术”。另外,美国宇航局也会在2024年发射近地天体勘测者红外空间望远镜,位于智利的巡天望远镜也会建成——这两个学界期待已久的仪器会大大加快我们观测并记录对地球具有潜在威胁的小行星的进度。美国和日本联合研制的宇宙飞船则满载着小行星样本返回地球。总的来说,各方对行星防御事宜的重视程度的确发生了巨大变化,曾经在国家实验室小房间里展开的边缘话题聚会,如今看上去更像是讨论近地天体事宜的达沃斯论坛。
那么,行星卫士们掌握的拯救地球的技术手段是否也已经得到了相同程度的提高?美国宇航局行星防御协调办公室主管约翰逊表示:“小行星撞地球的风险没有任何改变。现在威胁着地球的那些小行星100万年前就在那儿了。真正改变了的,是我们对这种风险的认识。”另外,这种认识还需要很长时间才能渗透到全社会。他说:“灯不会突然亮起来,然后,大家才会明白纳税人的钱就应该花在这样的事上。”宇宙偶尔会向我们抛出一个提醒,这也没什么大不了的。
我参加完维也纳的会议回到新泽西麦迪逊的家中几周后,一颗流星——有媒体称其为一块“芒果大小的石头”——砸穿了新泽西霍普韦尔一处房屋的屋顶,然后在碰到地面后又反弹上去,在屋顶上又砸开了一个洞。这块有45亿年历史的“石锤”——当天外来客的碎片击中人造物体时,人们往往会称其为“石锤”——“着陆”的地点距我不过1小时车程,这在宇宙尺度上只不过是普朗克尺度罢了。这个来自外太空的脚注似乎可以作为2023年这次小行星防御会议的尾声:虽然我们巡视天空的能力越来越强,但永远也无法确保天上不会有任何东西掉下来。
资料来源Nautilus
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本文作者汤姆·范德比尔特(Tom Vanderbilt)是一位科学作家,著有多部畅销图书