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【前沿论檀】主动出击,消除威胁——用航天器撞击小行星

星际智汇 2018-04-16 06:14:08
简介

据国外媒体披露,NASA和美国国家核安全管理局近期正在讨论,是否需要研制一款航天器,用于撞击或炸毁一颗名为"贝努"(Bennu)的近地小行星。据测算,该小行星有1/2700的概率撞向地球。

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"贝努"小行星概况

1999年9月11日,科学家发现了这颗直径488米、3357吨重的小行星“贝努”,它保存着太阳系形成初期的原始物质,围绕太阳旋转的速度约为101389千米/小时。“贝努”是一个有威胁性且非常神秘的近地天体,每隔6年便会飞越地球轨道。科学家预测,“贝努”小行星碰撞地球的概率为1/2700,但撞击时间无法精确计算,可能在2035年或2135年。若撞击地球,撞击当量将达1.15亿吨,为当量最大氢弹的23倍。

2016年9月8日,NASA发射“奥西贝斯-雷克斯”(OSIRIS-REx)探测器,目前正飞抵"贝努"小行星,将于2018年晚些时候从其表面采集59克样品,并返回地球。届时,科学家将会对“贝努”小行星有更深入的了解。

“贝努”小行星仿真图

“贝努”小行星与帝国大厦和艾菲尔铁搭的对比


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用于撞击小行星的航天器概念设计

2017年底,NASA与美国国家核安全管理局等机构结束了为期三年的“行星防御研究”项目,对用于撞击近地小行星的航天器进行了初步概念设计。该航天器全称为“用于应急响应的超高速小行星减缓任务”(HAMMER),计划搭乘“德尔塔”V火箭,飞抵近地小行星轨道,撞击小行星使其偏轨。若无法产生预期的偏轨效果,后续将考虑使用搭载核弹头的航天器,将其炸毁。

撞击任务示意图


该航天器高度为6.35米,太阳能帆板展开后宽度达到8.56米,重达8吨;内部装有4个推进剂贮箱,2个1吨重的动量撞击载荷。撞击载荷所处的位置也可安装核弹头。

航天器尺寸示意图

航天器设计概念图

小行星撞击航天器设计概念图(红色柱形为动量撞击载荷)


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结语

“行星防御研究”项目的初步结论表明:一颗8吨重的航天器,撞击小行星时产生的冲量,能够使直径100至300米的小行星偏轨,但偏轨效果取决于小行星物质组成、运行状态与轨道。在应对直径大于500米的小行星时,效果不佳,此时采用核爆方式效果更好,或者采取多颗航天器多次或同时撞击。目前来看,该类航天器仍处于论证阶段,短期内开展研制的概率不大。(中国航天系统科学与工程研究院  孙棕檀)


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