外星强敌入侵！中美携手、同仇敌忾、共赴球难！

周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫专栏 周三 · 太空探索|周四 · 观测指南周五 · 深空探测 |周六· 茶余星话 | 周日 · 视频天象 校译：刘峰编排：TN.（有轮换）后台：朱宸宇随着“紫金山-ATLAS彗星”（C/2024 A3）逐渐离我们远去，这颗星星的故事也暂时告一段落。上周的文章中我们除了回顾彗星的美图之外，还顺带地介绍了一下这颗彗星为什么叫“紫金山”，并且提到了“盱眙天文观测站”、“行星防御大会”等等轶事，引起了很多读者的好奇之心。所以本文就专门讲讲人类目前在“抵御外星入侵”这件事上的一些进展情况。包括这颗彗星后面的ATLAS是怎么来的。01游荡在头顶的幽灵人类很早就有了“天降巨石”的梦魇，也引起了很多对人生、对意义的思考。有一个电影叫做《你的名字》，就是由一颗周期袭击地球的彗星把故事线串起来的。截至2024年1月30日，已知近地天体的总数为34,274 颗，其中2023年新发现的就达2,883颗。目前总共有2,395颗已编目小行星直径约140米或超过140米，所处轨道与地球轨道的距离在800万公里的范围内。满足这几个条件的小行星被定义为“潜在威胁小行星”，可能对人类文明带来灭顶之灾。目前只发现了这一范围内大约44%的近地天体。很多危险的小行星很可能被耀眼的太阳光掩盖了，说不定就会突然窜出来和地球撞个满怀。其中已被发现的99942号小行星阿波菲斯（毁神星）将于2029年近距离接近地球，进一步计算表明它“可能”在2036年撞上地球。02人类难得的共识只要有人就有政治，就要区分敌人和朋友。众所周知，世界上最强大的两个国家现在弄得不太和谐，在两边的普通民众中“非我族类，其心必异”的思想十分流行。现在能让全人类达成共识的、非常难得的、极其少有的一个议题，就是“防止小行星撞地球，破坏我们愉快互撕的大好局面”。所以愚蠢的人类为了这事还是做了一些不太愚蠢的工作。03国际组织层面的工作联合国外层空间事务厅（简称外空厅）是目前人类总体负责行星防御的国际机构。外空厅是促进和平利用外层空间国际合作的联合国机构，其工作职责中的一项是“通过国际合作应对小行星撞击威胁”，协调各国组建小行星警报网并进行近地天体和行星防御。2013到2014年，联合国成立国际小行星预警网络 （IAWN）和空间任务规划咨询小组 （SMPAG） 在全球层面加强行星防御领域协调。IAWN实际是依托美国马里兰大学天文系建立的，甚至IAWN的域名（iawn.astro.umd.edu）都挂在马里兰大学天文系下面。目前IAWN有58个签约方，其中包括中国国家航天局、美国航天局、欧空局、日空局（JAXA）这些大佬，注意到这里面还有一个中国的业余天文台（星明天文台，简称XMO，位于新疆乌鲁木齐市南郊甘沟乡小峰梁）。2018年2月，中国作为正式成员加入IAWN，中国科学院紫金山天文台“近地天体望远镜”是中国加入IAWN的支撑设备，这也是发现“紫金山-ATLAS彗星的望远镜”。SMPAG则是挂在欧空局下面的，欧空局也是现任主席，其主要职责范围是通过信息交换、开发合作研究和任务机会的选项，并为国际响应近地物体的威胁做好准备，并开展近地天体威胁缓解计划活动。官网显示正在忙着进行模拟小行星撞击威胁（的惨状，以便搞点经费），以及为2025年南非开普敦行星防御会议做准备。同样世界列强和列弱的航天局也都是SMPAG成员。所以如同现在的国际形势，在“行星防御”的国际组织方面还是由“美西方”主导的。04美国方面的进展1989年，美国宇航局建立了一个行星数据系统（PDS）专门记录行星基础数据的，包括地球、火星、大气、遥感都在其中，积累了大量的基础数据。PDS下面有一个小天体节点（SBN）负责小天体这个部分，针对彗星、小行星和行星际尘埃。其中负责彗星、小行星这块的科学家就有研究“小行星撞地球”这个课题的。2013年，美国宇航局资助夏威夷大学开发ATLAS小行星撞击早期预警系统（小行星A、撞击地球T、最后L、警报A、系统S），由四台望远镜（夏威夷2台、智利和南非各1台）组成，每晚自动扫描整个天空数次，寻找天空中移动的物体。这也是近期著名的“紫金山-ATLAS彗星”后半截名字的由来。2016年，美国航天局成立“行星防御协调办公室PDCO”，这是一家协调监测和追踪近地小行星的行星防御机构。该办公室负责鉴别飞向地球的大型物体（包括小行星和外星飞船），并提出转移（美国政要的）方案，同时向公众发布警告。《三体》里的PDC和这个PDCO很相似，区别在于一个是C（Council理事会）、一个是CO（Coordination Office协调办公室）。2018年6月，美国家科学与技术委员会发布“国家近地天体预防战略与行动规划”，对未来10年如何防御可能撞击地球的近地天体以及一旦撞击如何开展救灾等工作从国家层面进行顶层谋划，提出通过5个战略目标来提高预防近地天体撞击地球的能力。2021年11月24日，美国执行了“双小行星重定向测试”(DART)发射任务。该任务通过DART飞行器撞击一颗小行星，该小行星直径约为163米，围绕另一颗直径约为780米的小行星转动（我们曾在牧夫公众号创新性地将两者翻译为奔波霸和霸波奔，但很遗憾没有被广泛采用）。这是全球首个在太空中执行撞击小行星并验证主动行星防御技术的任务。2022年9月27日，位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的任务控制中心宣布DART任务成功撞击目标小行星。2023年4月3日，美国国家科学技术委员会（NSTC）发布《2023年行星防御战略》，对美国于2018年发布的《国家近地天体防备战略和行动计划》进行了更新，重点强调联邦各部门和机构未来十年的战略目标。05中国方面的进展1996年1月中科院基础局主持建造近地天体望远镜专家论证会，科技部基础司和中科院南京分院领导到会，以王绶琯院士为组长专家评审意见认为：“建造一台专用望远镜，作为我国近地天体探测和研究的带头和骨干仪器是完全必要的。” 1996年11月，路甬祥院长代表中科院和江苏省政府签署了院省合作协议书，合作项目中列出：“中科院紫金山天文台将在江苏省选址建设预防近地天体撞击地球预报中心及其主体设备施密特型光学望远镜，双方将给予支持。”2006年12月19日，CCD专家测试组受国家基金委的委托到现场对望远镜+CCD进行实测，曝光40秒极限星等为22.46等。紫台试观测成功的消息报道后，中科院路甬祥院长在杨捷兴、汪琦二同志的汇报信上批示：“杨、汪两位教授：收到您们的信很高兴，诚致祝贺，这是您们不倦努力的结果，请将此消息报告曾关心支持过此项目的单位和友人，与他们分享成功后的喜悦和中国科学家的诚挚追求。”王绶琯院士来信说：“这个设备在天体测量上的可开拓领域远远超过了以往，可谓前途无量。”2007年3月，“一米近地天体望远镜试观测成功”被评为2006年度中国十大天文科技进展项目之一。后面天文学家和研究生们就在默默观测和写论文，没有获得什么关注。 这时候，中国还没有提到行星防御的概念，还处于天文学家近地天体研究的范畴。直到2018年美国提出了“国家近地天体预防战略与行动规划”。2020年8月20至23日，“第三届全国行星防御研讨会”在南京召开。本次会议由中国科学院紫金山天文台主办，中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所和中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所协办，中国科学院行星科学重点实验室承办。来自国防科工局探月与航天工程中心、国家科工局重大专项工程中心、中国空气动力研究与发展中心、中国空间技术研究院、上海航天控制技术研究院、中国航天系统科学与工程研究院、北京理工大学、太原理工大学，中科院国家空间科学中心、上海技术物理研究所、沈阳自动化研究所、地球化学研究所、国家天文台、上海天文台、紫金山天文台等22家单位、72位专家学者参加了会议，国防科工局探月与航天工程中心胡朝斌副主任到会指导。（从这些单位的名字上看，是在做末段反导。这时舆论风向普遍认为美国的行星防御是一种亡我之心不死的圈套，是在保护地球家园伪装下的洲际导弹。）2021年10月，第一届全国行星防御大会在桂林召开，由行星防御联盟主办。担任大会主席的我国月球和深空探测工程总设计师的中国工程院院士吴伟仁，作了“我国近地小行星撞击风险应对体系建设构想”的主旨报告。（行星防御联盟这个令人迷惑的名字在第二届就看不到了。）2021年12月，“空间碎片防护与小行星防御研究进展与展望报告会”在京召开，会议阐述了小行星撞击地球防御中超高速碰撞问题研究进展与趋势，包括小行星进入地球大气的超高速空气动力学问题、小行星极高速撞击地表效应与致灾问题、小行星轨道偏转摧毁中的超高速撞击问题与关键技术。围绕我国重大航天工程需求，分析了我国空间碎片防护、小行星撞击地球防御研究存在的差距，并提出了相关的发展建议。（看上去是做反卫星和反导？）2022年4月，这时DART已经发射还在路上，国家航天局副局长吴艳华表示，我国将着手组建近地小行星防御系统，共同应对近地小行星撞击的威胁，为保护地球和人类安全贡献中国力量。我们争取在“十四五”末期或者2025年、2026年实施一次对某一颗有威胁的小行星，既进行抵近观测，又实施就近撞击改变它轨道进行技术实验。2023年1月9日，中国科学院紫金山天文台盱眙观测站的近地天体望远镜首次观测到C/2023 A3（Tsuchinshan-ATLAS），这也是紫金山天文台发现的第8颗彗星。南非ATLAS望远镜（前面提到了）在2023年2月22日报告存在彗星特征，并且进一步通过美国帕洛玛ZTF望远镜观测资料的回溯检测，确认为一颗已经开始活动的彗星。随后，国际小行星中心将这颗彗星命名为Tsuchinshan—ATLAS/紫金山-阿特拉斯。2023年4月25日，我国深空探测实验室（又称天都实验室，另一个令人迷惑的名字）在首届深空探测国际会议中，首次详细地向公众介绍了我国的近地小行星防御任务计划。该计划将在2030年实现对小行星的动能撞击。目前已向全球公开征集任务名称、任务规划和任务方案等。