偏转威胁小行星的最新想法？ X 射线脉冲

向小行星发射航天器固然很好，但这更有科幻感。

将宇宙飞船发射到具有威胁性的小行星上固然很好，但最好事先测试一下偏转技术是否有效。

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一项新的研究提出，高能 X 射线脉冲可以蒸发部分即将到来的小行星，并在此过程中改变其轨道。该方法是否比正在考虑的替代方案更具成本效益还有待观察，但首先还需要询问构建合适仪器的安全性问题。与此同时，测试已在更安全的范围内进行。

DART 任务证明了使小行星偏向地球路径的潜力。然而，这是否是应对未来此类威胁的最佳方式仍然存在疑问。桑迪亚国家实验室的科学家通过在真空中向两个模型小行星表面发射 X 射线脉冲，在非常小范围内测试了一种替代方案。

这些伪小行星的宽度仅为 12 毫米（0.5 英寸）。如果有这么大的物体飞向地球，它会形成一颗引人注目的流星，但在到达地面之前就会燃烧殆尽。然而，这项新工作证明了这样一个原理：通过蒸发小行星中两种更常见的矿物质，可以改变整个物体的动量。扩大规模后，这种方法可以使小行星向侧面移动，使其滑过地球，而不是直接撞击地球。

地球迟早会遇到一个足以对我们造成严重损害的物体。除了好莱坞最喜欢的“炸毁这该死的东西”的方法之外，人们还提出了许多关于如何应对这种威胁的想法。大多数人承认，改变太空物体的轨道几乎肯定比完全摧毁它更实际。

在彗星的自然行为中，有一条关于如何做到这一点的线索。当阳光加热彗星的冰直到其中一些变成气体时，分子就会逸出，形成彗尾。正如牛顿第三定律所预测的那样，远离彗星的气体的加速会对原子核施加一个力，该力足以以可检测的方式改变其路径。

如果我们能够在威胁物体上复制这种效应，并仔细瞄准发生汽化的位置，我们就可以将轨道转向所需的方向。

当然，将岩石转化为气体比将冰转化为天然气要困难得多。一些建议涉及将激光聚焦在即将到来的威胁上，但 X 射线每个光子携带的能量比可见光多得多。

斯堪尼亚研究人员使用当今世界上最大的脉冲功率设备 Z，在氩气中产生冲击波，产生 1.5 兆焦耳 X 射线脉冲，瞄准悬浮在真空中的小行星模型。脉冲使“小行星”（一颗由石英制成，另一颗由熔融二氧化硅制成）升温至如此高的程度，每一颗都释放出一团蒸气云，产生冲击波，推动它所来自的物体。

尽管成分不同，两颗“小行星”的加速速度几乎相同，分别为 69.5 和 70.3 m/s（156 英里/小时和 158 英里/小时）。这两个数字都轻松超出了预期。 

即使以子弹头列车的速度进行如此小的移动，似乎也不是一项重大成就，但作者计算出，它可以放大到适用于 4 公里（2.5 英里）宽的物体。这并不完全是恐龙杀手，但可能大到足以终结文明。

DART 任务为这个想法的可行性提供了暗示。 Dimorphos 的轨道因撞击而发生的变化超出了预期。物理学家计算出这是因为当小行星膨胀时，物质喷出物云向小行星传递的动量比航天器本身更大。 （您可以在《好奇心》十月号中阅读《如何杀死小行星》一书的作者罗宾·安德鲁斯的摘录和采访，他当时就在任务控制中心）

不幸的是，与已知质量的撞击物体相比，预测冲击波将产生多大的力要困难得多。这是一个问题，因为除非我们愿意冒险前往小行星带，否则缺乏合适的物体来用作未来偏转的实验对象。 Dimorphos 被选中执行 DART 任务，因为它不仅可以方便地靠近地球，而且还绕 Didymos 运行，使得路径的任何变化都比绕更远的太阳运行的物体更明显。

除非我们计划一次又一次地撞击同一个不幸的小行星，否则我们需要替代的测试对象来比较不同方法的有效性。这些实验室“小行星”可以发挥这一作用的证明可能比通过这种特定方法获得的测量结果更重要。

尽管如此，人类不太可能愿意将自己的命运托付给尚未在全尺寸小行星上进行过测试的技术。如果我们选择 X 射线脉冲的方法，那就意味着在太空中放置一些能够提供所需剂量的东西，如果只有地球的一部分能够控制它的指向，这可能会引起一些人的注意。

该研究发表在《自然物理学》上。