一次极其罕见的小行星近距离飞掠即将发生,但NASA可能被排除在外
“大自然正在为我们提供一次极其罕见的实验。”
OSIRIS-Apex任务在阿波菲斯小行星上的示意图。 信用:NASA
不到四年时间,一颗致命的小行星将近距离飞掠地球。这将是一个全球可见的天象——在几周内,阿波菲斯将成为夜空中最亮的天体之一。
2029年4月,大型阿波菲斯小行星将近距离掠过地球,为NASA提供了一个黄金般的——极其罕见的——近距离观测此类天体的机会。关键的是,阿波菲斯与地球引力的相互作用将为科学家提供前所未有的机会来研究小行星的内部结构。
这对行星科学来说非常有趣,但也对行星防御具有严重意义。未来,如果此类小行星正朝地球而来,有效的防御计划将取决于了解其内部结构。
“这是一个难得的机会,”约翰斯·霍普金斯应用物理实验室空间探索负责人鲍比·布劳恩在接受采访时表示。”从概率角度来看,在数千年的时间里,不会有另一个机会研究如此致命的小行星。迟早,我们需要这些知识。”
但我们可能无法获得这些知识。
NASA有一些选项来跟踪阿波菲斯在飞掠期间的动向。然而,其中最有希望的选项——名为OSIRIS-Apex的任务,该任务让一艘旧航天器重获新生,否则它将逐渐消失——已被特朗普政府2026财年的预算提案取消。
其他选择,包括从库存中拖出双空间探测器、朱诺航天器以及其他一年前作为创意征集的一部分提交给NASA的概念,已经被拒绝或简单地搁置。因此,NASA目前没有计划研究自航天局成立以来最重要的小行星近距离接触事件。
“全世界都在关注,”麻省理工学院小行星专家理查德·宾泽尔说。”NASA需要挺身而出,做好自己的工作。”
但他们会这么做吗?
行星防御的简短历史
几十年来,几乎每一份 公众调查 询问NASA应该优先研究什么的调查都将行星防御列为该航天局优先事项的最顶端或接近顶端。然而,长期以来,NASA的任何部门都没有专注于寻找致命小行星或开发防御技术。
从2005年起 的授权法案中,国会开始要求NASA “探测、跟踪、编目和表征” 直径140米或更大的近地天体。国会设定的目标是在2020年找到其中的90%。 (显然,我们已经超过了这个截止日期。)
NASA在数十年来一直在非正式地研究小行星和彗星,但直到2016年,当航天局设立行星防御协调办公室时,才开始专注于行星防御。在过去的十年里,NASA取得了一些进展,已识别出超过26,000个近地天体,这些天体被定义为距离地球轨道3000万英里以内的小行星和彗星。
此外,NASA终于资助了一项专门设计用于寻找近地威胁的空间任务,NEO Surveyor,这是一台空间望远镜,目标是”在它们找到我们之前发现小行星”。这项12亿美元的任务计划于2027年9月或之后发射。
NASA还资助了DART任务,该任务于2021年发射,并在一年后撞击了一颗名为Dimorphous的160米小行星,以展示进行微小偏转的能力。
但本周发布的一份报告中,NASA的审计总署发现,尽管取得了这些进展,航天局在行星防御方面的做法仍面临一些重大挑战。这些包括资源不足、需要更好的战略规划,以及与NASA更成熟的科学计划争夺有限资金的竞争。
前NASA宇航员、B612基金会联合创始人爱德·卢表示,解决行星防御问题的全面计划必须包括两个要素。
第一个要素是发现和探测小行星威胁。这将由即将推出的NEO Surveyor和最近完成的Vera C. Rubin天文台共同应对,后者很可能发现数千个新的近地威胁。未来几年的挑战将是处理所有这些数据、计算轨道并识别威胁。卢表示,NASA必须更好地公开如何进行这些计算。
第二个要素是开发DART任务的后续任务。他说,DART是成功的,但它只是一个初步演示。这种能力需要在具有不同特性的更大小行星上进行测试。
一颗看起来可能与阿波菲斯非常相似的小行星。
关于阿波菲斯
天文学家在2004年使用亚利桑那州的望远镜发现了阿波菲斯,并且显然喜欢电视剧《星际之门:SG-1》,其中一位威胁地球文明的主要反派角色名为阿波菲斯。
由于其轨道,阿波菲斯大约每八年就会接近地球一次。它相对较大,直径约为370米。这并不足以摧毁地球文明,但会在一个大区域造成灾难性后果,对地球施加约300倍于1908年西伯利亚的通古斯卡事件的撞击力。它将在2029年4月13日以约31,600公里(19,600英里)的距离掠过地球。
“我们喜欢说这是因为大自然有幽默感,”麻省理工学院小行星科学家宾泽尔说。
天文学家估计,如此大小的小行星每7500年才会如此接近地球一次。它似乎是一种名为普通球粒陨石的石质、非金属类型的小行星。这是太阳系中最常见的小行星类型。
2029年4月阿波菲斯最接近地球时,地球上能够观测到它的地区。
信用:里克·宾泽尔
所有这些对科学家来说都非常方便,他们希望了解可能对地球构成严重威胁的小行星。
即将到来的这次遭遇的真正亮点是,阿波菲斯将受到地球引力的影响。
“大自然正在为我们提供一次极其罕见的实验,地球的引力将拉扯并拉伸这颗小行星,”宾泽尔说。”通过观察小行星如何反应,我们将了解它的结构。了解小行星的结构可能是人类在面对小行星威胁时最重要的信息。”
在近七十年的航天飞行中,人类只探测过三颗天体的内部:地球、月球和火星。现在,我们有机会探测第四颗,就在家门口。
但时间正在流逝。
追逐阿波菲斯
至少在纸面上,NASA有一个计划与阿波菲斯会合。大约三年前,在高级别审查后,NASA延长了 OSIRIS-REx航天器的任务,以与阿波菲斯会合。
如您所知,这艘奇怪命名的航天器在2020年10月从另一颗小行星 Bennu上采集了样本。之后,一个小型返回舱从主航天器上分离,并返回地球。从那时起,一艘专门设计用于接近和接触小行星的8亿美元航天器一直在太空中漂浮。
因此,当NASA决定重新启动任务,将其重新命名为OSIRIS-Apex并重新调整方向以接近阿波菲斯时,这似乎是合理的。它已经愉快地飞行了几年,计划在与地球相遇后不久赶上阿波菲斯,并研究它约18个月。
“在航天飞行中,最经济高效的事情就是继续使用一艘健康的已经在太空中运行的航天器,”宾泽尔说。
而这就是计划,直到特朗普政府发布了2026财年的预算提案。在其详细预算信息中,白宫没有给出取消任务的真正理由,只是简单地声明:”已完成主要任务的新视野号和朱诺号以及OSIRIS-REx的后续任务OSIRIS-Apophis Explorer将被取消。”
不清楚这将节省多少资金。然而,Apex在NASA整体预算中微不足道。例如,2024年维持该任务运行的资金为1450万美元。年度成本将在整个十年内保持相似水平。顺便说一句,这不到NASA预算的千分之一。
“Apex已经飞向阿波菲斯,关闭它将是资源的巨大浪费,”宾泽尔说。
当然,国会最终决定预算。它将拥有最终决定权。但很明显,NASA研究一次在世罕见小行星的主要任务面临严重风险。
那么,还有哪些替代方案?
走向国际和私营部门
NASA并不是唯一瞄准阿波菲斯的航天机构。约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家南希·查博特密切跟踪了其他方法。
欧洲航天局提出了一项名为拉美西斯的任务,与小行星会合并伴随其飞掠地球。这项任务将非常有价值,进行小行星形状、表面、轨道、旋转和方向的全面前后调查。
它需要在2028年4月前发射。认识到这个紧迫的截止日期,航天局已指示欧洲科学家和工程师开始该任务的初步工作。但最终决定是否推进并承诺该任务将在航天局部长会议11月之前做出。
欧洲航天局的快速阿波菲斯任务(Ramses)的艺术想象图。
信用:欧洲航天局
这并不一定保证成功。例如,查博特说,在2016年,小行星撞击任务预计在欧洲部长决定不资助之前推进。同样,也不确定拉美西斯任务是否能在不到三年的时间内准备就绪,这在行星科学任务中是一个非常短的时间表。
日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)也计划了一项名为Destiny+的小行星任务,其主要目标是飞向名为3200 Phaeton的小行星。该任务已多次推迟,因此其发射时间现在被安排在2029年2月飞掠阿波菲斯后前往目的地。虽然这项任务旨在提供高质量的科学数据,但飞掠任务提供的数据有限。查博特还表示,不清楚Destiny+实际上会离阿波菲斯有多近。
还有无数其他概念,无论是商业还是其他,可以在阿波菲斯与地球接触前后对其特征进行研究。理想情况下,科学家表示,一项任务应在2029年4月前飞往小行星并在其表面散布地震仪以收集数据。
但所有这些都需要大量资金。如果没有NASA的资金,谁来承担?NASA对Apex支持的不确定未来促使一些科学家考虑慈善事业。
例如,NASA的朱诺航天器已经停用两年,但如果它们有一个猎鹰9号火箭在适当的时间发射,它们可以用于观测目的。
行业官员告诉Ars,一项新的私人侦察任务可能以2.5亿美元或更少的成本开发出来。仍有足够的时间,勉强地,让私人团体与科学家合作开发可以添加到现成航天器平台上的仪器,以便在阿波菲斯与地球接触前抵达。
最近表示愿意在战略情况下支持机器人探索的私人宇航员杰雷德·艾萨克曼确认告诉Ars,已有几个人联系他表达对资助阿波菲斯任务的兴趣。”我可以说,我正处于信息收集阶段,还没有急于做任何事情,”艾萨克曼说。
问题是,此刻阿波菲斯正飞速向我们而来。