袁平淦
擁有十億像素陣列相機可觀測月球上紐扣大小物體
蓋亞之眼：監(jiān)測“地球殺手”的神探
11月20日，本是歐空局蓋亞衛(wèi)星預(yù)定的發(fā)射窗口，現(xiàn)在卻因為其應(yīng)答機出現(xiàn)問題而推遲發(fā)射。蓋亞衛(wèi)星原計劃任務(wù)的最主要目標是繪制銀河系的精確三維星圖，然而此次卻被賦予新的期待：用于偵測可能會撞擊地球的小行星。
10億像素陣列相機
打造蓋亞之“眼”
蓋亞衛(wèi)星最大的特點就是攜帶有由106 架獨立的電子探測器組合而成的大規(guī)模數(shù)字照相機，這臺被稱作“十億像素陣列”的相機將成為蓋亞衛(wèi)星的超級“眼睛”。
10億像素，是個什么樣的概念？
想象一下，從美國帝國大廈樓頂(約381 米)向下拍攝一張全景照片，然后將照片上芝麻大的一個區(qū)域放大，直到能辨別出一枚掉落在人行道上的硬幣，這就是單幅10億像素相機照片的表現(xiàn)。倘若一架無人機能裝備這種10億像素相機，就能在地面無法探測的高度拍攝到細微至能夠看清一塊汽車牌照號碼那樣的圖像。
而蓋亞衛(wèi)星，裝備的可不是單幅相機，它裝備的是10億像素“陣列”相機，功能更是強大，它甚至可以觀測到幾十萬公里外月球上紐扣大小的物體。因此，它主要用來探測比肉眼可見的星星要暗上百萬倍的遙遠恒星，并繪制精確的星圖。
按照歐空局原本的預(yù)計，蓋亞衛(wèi)星將在日地系統(tǒng)的第二拉格朗日點工作。從太陽的方位看去，這里位于地球后方約150 萬公里處，地球和太陽的引力達到了平衡，如果以太陽和地球為參照物，運動中的蓋亞將在那里處于“相對靜止”狀態(tài)。
新任務(wù)：觀測威脅地球的“小個子殺手”
本是做恒星觀測的蓋亞衛(wèi)星緣何被賦予了新期待？
原因來自愈來愈高的小行星撞地球風險。據(jù)《自然》雜志11月6 日報道，大量小行星潛伏在地球周圍，撞上地球的可能性是過去預(yù)測的7 倍。
據(jù)了解，目前人類已知約有1000枚直徑在1 公里以上的小行星環(huán)繞太陽運行，科學家們對它們的位置和軌道都有一定的認識，這些“大塊頭”相對安全，至少在未來幾百年內(nèi)不會撞上地球。盡管“大塊頭”安全了，而“小個子”卻可不一定。地球周圍直徑在10~20米的隕石多達上百萬顆，但人類只關(guān)注了其中的500顆左右，而這些“小個子”對地球的威脅并不小。
今年2月15日，一塊直徑19米、重約1.2 ~1.3 萬噸的隕石從天而降，墜落在俄羅斯烏拉爾地區(qū)車里雅賓斯克州，爆發(fā)出相當于50多萬噸TNT炸藥、或者30多顆廣島原子彈的能量。幸運的是，由于結(jié)構(gòu)的原因，該隕石在進入大氣層后分裂成多塊，能量分散了。捷克科學院天文研究所的伊日?博羅維奇卡說：“大氣層吸收了大部分動能。要是隕石再堅固一點，撞擊地面造成的破壞就要大得多?！?div style="height:15px;">
因此，如果有堅固的“小個子”命中人口密集的地區(qū)，帶來的傷害將會更大，而且這些“小個子”(包括太陽和地球之間的小行星)由于體積小、亮度低，在太陽光和太陽輻射的影響下，科學家在地面上不好觀測。而蓋亞衛(wèi)星卻可以破解這一難題，劍橋大學天文學研究
所的實驗物理學教授格里?吉爾摩是參與蓋亞衛(wèi)星項目的科學家之一，他說：“蓋亞將對所有小行星進行觀測，包括那些位于地球和太陽之間的小行星。這些小行星十分討厭，因為我們看不到它們。”
難怪蓋亞衛(wèi)星會被賦予新任務(wù)。但它能否像期待的那樣，監(jiān)測到“小個子殺手”，只能是“戰(zhàn)場上見真功”了。
提前20年才能未雨綢繆
如果蓋亞衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)有小行星將撞擊地球，人類有沒有辦法應(yīng)對？
設(shè)想的應(yīng)對方案倒是有不少。如發(fā)射大型人造天體，通過機械推力改變小行星的軌道等。日前，有科學家提議使用一支自殺性航天器艦隊改變那些具有威脅性的小行星的方向;或者發(fā)射核彈將小行星炸成兩半，通過改變小行星的質(zhì)量而改變它的軌道;又或者在小行星的體表面上裝上大型火箭發(fā)動機，將小行星推開……
方法貌似很多，然而卻有很多技術(shù)難點難以克服，比如將大型人造天體送上太空得需要多大推力的火箭？怎樣保證它能和小行星精確碰撞？如何才能在行星上安裝火箭發(fā)動機？誰來裝？推力夠嗎？……一系列的難題需要科學家們來解決。
對此，北京天文館館長朱進在接受媒體采訪時表示，到目前為止，人類還沒有能力去解決小行星撞地球的問題，根據(jù)現(xiàn)在科學技術(shù)發(fā)展水準預(yù)測，人類大概需要20年左右的時間預(yù)警，才能找到避免受撞擊的辦法。
看來，如果近期真發(fā)現(xiàn)一個要撞上地球的行星，人類將很難躲過去，那真是禍從天降。所以，通過蓋亞衛(wèi)星觀測小行星只能算是未雨綢繆。
全球已集體對小行星發(fā)布“通緝令”
如果就應(yīng)對小行星而言，蓋亞衛(wèi)星并不孤獨。多年以前，世界各國就已經(jīng)認識到小行星對地球的威脅。2009年，美國宇航局就發(fā)射了一部名為“廣域紅外探測器”(簡稱WISE)的望遠鏡，用于搜尋宇宙中尚未被發(fā)現(xiàn)的天體，其中包括可能對地球構(gòu)成威脅的小行星和彗星。
中國在觀測預(yù)警方面也投入了巨資，中科院紫金山天文臺就架設(shè)了一臺近地天體探測望遠鏡，可用于搜索近地小行星殺手。
日前，聯(lián)合國更是審批同意了“國際小行星預(yù)警網(wǎng)絡(luò)”計劃，預(yù)計最早將于12月具體實施。
由此可見，全世界已集體對小行星發(fā)出“通緝令”，蓋亞只不過是這支隊伍里的一位“兼職探員”。 未來，當監(jiān)測小行星的“法網(wǎng)”越來越嚴密時，應(yīng)該再也不會有像今年車里雅賓斯克州隕石這樣的“漏網(wǎng)之魚”了。
