几年前,当中国科学家提出“小行星防御”项目的时候,网络上有不少人发出质疑,这个宛如科幻小说《三体》里的故事的项目纯粹是为了“骗经费”,“杞人忧天”,“根本没用”云云。
现在我们可以看到,这个项目正在一步步地走向现实,中国科学家们已经开始了准备工作,而且其背后还有着更多的战略考虑。
(中国深空探测实验室发布了首次近地小行星防御任务设想)
上周在安徽屯溪举行的第二届深空探测(天都)国际会议上,中国深空探测实验室发布了首次近地小行星防御任务设想。与以往我国宣传的“小行星防御”项目不同的是,这次任务加上了一个“近地”的定语作为前缀。
在航天界,“近地轨道”通常指距离地面2000公里内的LEO低地球轨道。这次会议提出的我国首次近地小行星防御任务设想,是采用“伴飞-动能撞击-伴飞”的任务模式,也就是使用动能拦截器对小行星实施撞击的同时,同步对小行星星体进行伴飞观察,以验证拦截效果。
有媒体欢呼“终于轮到中国了”,这是有原因的:美国宇航局在2022年9月26日就实施了一个类似的项目,“双小行星重定向测试”(DART),并取得了成功。
参加试验的一个美国航天器撞击了两颗伴飞的近地小行星中较小的一颗,撞击的准确度很高,航天器同时将撞击过程的图像发回了地球。
在这次撞击之后的半年中,地球上有超过30个天文台持续观测了这两颗小行星的运行轨迹,确定撞击对小行星轨道产生的影响。
(美国宇航局在2022年实施的“双小行星重定向测试”(DART)任务想象图)
中国这次提出的方案,也是使用动能撞击的方式,但还有一颗伴飞的航天器对小行星进行观察。
我国这次近地小行星防御任务试验,其目的当然是要防止小行星撞地球。据一些天文学报告统计,目前人类观察到的运行轨道接近地球、同时体积较大、撞击地球能造成严重破坏的近地小行星有将近两万颗,它们撞击地球的概率并不是零。
几千万年前地球就曾经被较大的小行星撞击过,间接导致恐龙等大量物种的灭绝。我们的试验当然是为了全人类的安全事业。
(珠海航展上展出的SLC-18 P波段低轨道目标监测雷达)
同时我们也不否认,近地小行星防御任务所涉及的技术和装备,基本和近地轨道反卫星、反导差不多。这次试验当然有双重用途,就像NASA的DART试验也验证了反导技术一样。
那么中国为什么不直接进行反卫星和反导试验呢?
实际上中国早在2007年1月11日就进行了第一次,也是目前唯一一次反卫星试验:由西昌卫星发射中心发射的一枚开拓者1号火箭携带动能弹头,击毁了轨道高度863公里处已报废的风云一号C气象卫星。
目前世界上只有四个国家进行过类似的试验,美国、苏联/俄罗斯、中国和印度。在冷战时期美国和苏联都进行过多次反卫星、反导试验;
美国最后一次反卫星试验是在2008年2月20日,从一艘阿利伯克级导弹驱逐舰上发射了一枚“标准-3”导弹摧毁了一颗美国国家侦察局的报废的卫星;
印度在2019年3月27日使用GSLV Mk III火箭摧毁了在大约300公里轨道上的一颗报废卫星;
俄罗斯在2021年11月也进行了一次导弹反卫星试验,然后就被西方媒体口诛笔伐了几个月。
(瞭望1号航天测量船)
这类低轨道反卫星/反导试验都会造成大量碎片长期停留在轨道上,对人类发射的航天器有安全隐患。美国以此为借口,从2021年底开始就在国际上推动禁止类似的试验。
在2022年召开的联合国和平利用外层空间委员会(COPOUL)大会上,美国政府正式提出了要禁止“直接上升式动能反卫星试验”的提案,其目的就是要把其他国家发展类似技术的路径完全封死。
当然,美国给这项提案加了很多定语,给自己“留了几手”:禁止“直接上升式”反卫星方案,因为还有非直接上升式的方案,比如预先部署在地球轨道上的反卫星系统,并不禁止;
禁止“动能”反卫星方案,因为还有非动能的方案,比如激光武器、高能微波武器等等,并不禁止。
正因为要禁止类似的武器试验,美国才需要通过DART任务来继续验证“直接上升式动能”反导、反卫星技术。这也是我国“实施首次近地小行星防御任务”的目标之一。
(瞭望1号航天测量船尾部的两座巨型相控阵雷达)
需要指出的是,“近地小行星防御任务”最关键的技术之一是观测和跟踪。
美国已经部署了许多大型固定太空感知雷达系统,比如2020年美国太空部队启动的“太空围栏”计划,而且还不只有雷达,还有专门监视低轨道目标的光学望远镜,比如部署在西班牙莫伦空军基地的光电监视系统MOSS,部署在毛伊岛的空间监视系统(MSSS)和先进光电系统(AEOS)等等。
中国已经开始研制和部署新一代太空观测雷达系统。在2022年的珠海航展上,中国电科集团就展出了一部SLC-18的P波段有源相控阵雷达,专门用于低轨道目标监视。
最近网友在黄浦江上拍到了我国新一代航天测控船“瞭望1号”的照片,该船的排水量高达3万吨以上,在船尾部安装有两座巨大的相控阵雷达天线,比美国海军的“眼镜蛇王”预警雷达舰更大、更先进。这都是我国实施“近地小行星防御任务”的坚实基础。
所以让我们对这个计划耐心期待吧。