千载难逢的接近
2029年4月13日,一颗直径约370米的小行星将以32,000公里的距离掠过地球——比我们轨道上许多地球同步卫星还要近。这一事件在欧洲、非洲和亚洲部分地区可用肉眼观看,这是有史以来第一次足够大且无需光学辅助就能看到的小行星在记录的人类历史中距地球如此之近地经过。
这颗小行星名叫阿波菲斯,以埃及混沌之神的名字命名。当它在2004年首次被发现时,初步计算表明它在2029年或2036年撞击地球的概率很小但令人担忧。随后的观测最终排除了两种撞击情景,阿波菲斯也被从危险列表中移除。但这些初期警报的遗产以及这颗小行星即将到来的非凡接近,使其成为太阳系中研究最多的——现在也是造访最多的——小天体之一。
新的报告证实,这次遭遇不仅吸引了政府航天机构,还吸引了计划登陆其表面的私营公司。预计多个航天器(包括登陆器)将在阿波菲斯的接近过程中伴随它,这可能是第一次私营开发的航天器试图在地球近距离接近期间登陆小行星。
谁将前往阿波菲斯
多个任务已处于针对2029年接近的开发或规划阶段。OSIRIS-APEX是一项NASA任务,重新利用了在2023年从小行星Bennu带回样品的航天器,目前已在前往阿波菲斯的途中,将在最近接近前与小行星会合,花费约18个月研究表面并进行有源操作。
欧洲航天局的Ramses任务(快速阿波菲斯空间安全任务)在2024年末获得批准,专门用于研究地球引力的潮汐力在最近接近期间如何改变小行星的结构、自转和表面。欧洲航天局的科学家们希望Ramses数据能够深入了解行星飞掠如何改变太阳系小天体——这些过程与理解小行星行为和太阳系历史息息相关。
私营参与者增添了新的维度。一家商业公司宣布计划在最近接近时或前后在阿波菲斯表面部署登陆器,鉴于小行星的低重力、崎岖地形和不确定的表面组成,这是一项技术要求很高的任务。据估计,阿波菲斯的表面重力约为地球的十万分之一——使登陆更像与一个缓慢移动的物体对接,而不是在行星上着陆。
使阿波菲斯科学上非凡的原因
甚至在第一个航天器到达之前,阿波菲斯已经为科学做出了贡献。地基观测使天文学家能够限定其组成,可能是球粒陨石型石质小行星,测量其自转速率,并模拟雅可夫斯基效应——热辐射的微妙推动,导致小行星随着时间的推移从其预测轨迹漂移。
2029年的接近将使科学家能够观察到以前从未直接测量过的东西:小行星在行星重力影响下的潮汐变形。在最近接近时,阿波菲斯将经历足以可能引起山崩、重塑表面风化层并可能破裂内部的潮汐力。这些不是理论上的担忧——雷达观测表明阿波菲斯可能具有碎屑堆结构,即由重力松散结合的较小岩石的集合体,而不是单一固体,使其特别容易受到潮汐重塑。
在接近期间由轨道航天器和登陆器收集的数据可以回答有关碎屑堆小行星如何形成、演化和对引力扰动做出反应的基本问题。这不仅对科学好奇心很重要,而且对行星防御也很重要:了解小行星如何对近距离接近做出反应,有助于工程师为实际构成撞击威胁的小行星建模如何偏转或摧毁它。
行星防御维度
根据当前模型,阿波菲斯本身在至少下一个世纪内不构成撞击威胁。但汇聚于其2029年接近的大规模观测和任务活动反映了行星防御界对近地天体的严肃态度——以及自2004年混乱时期以来该领域已经成熟了多少。
NASA的DART任务在2022年成功偏转了小行星Dimorphos,首次证明动能撞击器可以显著改变小行星的轨道。ESA的Hera任务于2024年发射,现在正在详细调查该影响的后果。阿波菲斯2029代表了一种不同类型的测试:在自然重力力影响下近距离观察大型小行星的机会,提供任何实验室或小规模任务无法复制的数据。
- 阿波菲斯将在2029年4月的接近期间用肉眼可见——现代历史上第一次此类事件
- 至少三个任务以该遭遇为目标:NASA的OSIRIS-APEX、ESA的Ramses和至少一个私营登陆器
- 接近期间的潮汐变形可能会重塑小行星表面并揭示其内部结构
对于数十亿能够抬头看天空、看到阿波菲斯穿过天空的人来说——大约相当于一颗移动恒星的角度大小——这将是一个提醒,太阳系是动态的,空间并非空无一物,而安全与灾难之间的界线比舒适的假设所暗示的要薄得多。
本文基于New Scientist的报道。阅读原文。

