小行星的探测、防御与开发是当前天文学和航天领域的重要研究方向,以下是相关的方法和措施:探测小行星 地基光学观测:利用地基望远镜进行观测,如紫金山天文台1米专用望远镜、冷湖2.5米大视场巡天望远镜等。通过对天空不同区域进行多次曝光,然后对比图像,找出相对于恒星背景有移动的小行星。还可采用图像位移叠加方法,提高暗弱小行星的识别效率,如中国科学院紫金山天文台将该方法应用于时序光学图像的处理,成功探测到暗于21mag的单帧不可见动目标。 地基雷达观测:“中国复眼”规划建设25部30米孔径雷达,建成后将具备对千万公里外小行星的探测与高精度成像能力。雷达可以通过发射电磁波并接收反射信号来确定小行星的距离、速度、大小和形状等信息。 天基红外观测:可以在地球轨道上或其他空间位置部署红外探测器,用于探测小行星的红外辐射。红外观测可以帮助发现那些在光学波段不易被探测到的暗弱小行星,尤其是那些距离地球较远或表面温度较低的小行星。防御小行星 动能撞击:这是当前应对中小尺寸近地小行星最现实、可行的在轨处置手段。通过发射航天器高速撞击小行星,使其轨道发生改变。2022年9月,美国“双小行星重定向测试(DART)”任务成功完成一次动能撞击在轨处置演示。我国也计划采用“伴飞+撞击+伴飞”的任务模式,对一颗对地球存在潜在威胁的小行星实施动能撞击演示验证任务。 核爆炸:对于尺寸较大且预警时间较短的小行星,核爆炸是一种可能的防御手段。通过在小行星附近引爆炸弹,利用爆炸产生的能量使小行星破碎或改变其轨道,但该方法存在诸多技术和伦理问题需要解决。 长期作用力:包括引力牵引、激光烧蚀、离子束牵引、质量驱动、太阳光压等方式。通过接触式或非接触式作用力使小行星变轨,这些方法需要长期的轨道操作,但对于一些较小的小行星或在预警时间较长的情况下可能是有效的。开发小行星 资源开采:小行星富含铁、镍、铂族金属以及水冰等资源。未来可以通过派遣机器人或载人航天器前往小行星,进行资源开采和提取。例如,水冰可以分解为氢气和氧气,用于火箭燃料或支持人类在太空中的生存,而金属资源可以用于太空建造或返回地球。 空间探索基地:小行星可以作为未来空间探索的中转基地或落脚点。可以在小行星上建立基地,用于开展进一步的深空探测任务,或者作为人类在太空中长期生存和发展的平台。随着空间核能源、量子技术、具身智能等新技术的不断突破,将大力推动小行星资源开发利用走向智能化、低成本、商业化运营模式,逐步形成规模化小行星资源开发利用产业链。
|
|