剛剛，一顆“潛在威脅小行星”，於9月2日凌晨同地球擦肩而過——它距地球的最近距離不過地月距離的三分之一。
小行星飛掠地球的軌道示意圖。 來源：NASA噴射推進實驗室小天體數據庫
這顆小行星編號為2011ES4，直徑在22至49米之間，約普通樓房大小。
NASA數據顯示，2011ES4飛掠地球的速度約每秒8.16公里，最近距離12.13萬公里，略小於地月距離（38萬公里）的三分之一。
未來，2031年9月2日、2035年9月2日、2036年9月2日、2039年9月2日、2042年9月2日、2045年9月2日、2051年9月2日……它還會接近地球。但是，NASA的監控也顯示，尚無該小行星未來與地球碰撞的可能性。
疑問一：什麼是“潛在威脅小行星”？
2011ES4屬於“潛在威脅小行星”（PHA）。所謂“潛在威脅小行星”，一般指直徑不小於100米至150米，與地球交會時最小距離小於0.05個天文單位（約750萬千米）的小行星。
根據NASA統計，截至2020年8月28日，人類已觀測到2112顆PHA，其中157顆“較大”（直徑大於1公里）。值得一提的是，這一數字近幾年增長很快，在2008年10月初，NASA的PHA名單上還只有982顆。
近地天體發現數量示意圖。 圖：NASA近地天體研究中心
“國際上，基本上從1997年前後，大家越來越意識到小行星的重要性，特別是近地小行星對我們可能的威脅。”北京天文館名譽館長朱進告訴南方+記者，“但在可預見的未來，PHA列表內的小行星基本沒有與地球發生撞擊的可能。”
國內首個NEAT小行星發現者、馬里蘭大學研究員葉泉志告訴南方+記者，目前幾乎所有的近地小行星發現和監視計劃都由NASA資助，並發現了已知近地小行星中的98%。
值得一提的是，發現小行星的工作不乏業餘愛好者的身影。如葉泉志在成為專業研究人員之前，就以天文愛好者身份參與小行星發現工作。其在高中時，即參與NASA的NEAT（Near-Earth Asteroid Tracking，近地天體追蹤）項目，成為國內首個NEAT小行星發現者；之後其與臺灣省天文學家在2006年至2008年執行的“鹿林巡天”項目，發現了1顆近地小行星。
朱進表示，在對小行星的觀測和發現上，早期天文愛好者的貢獻非常大，不過隨著現在大型巡天項目的應用，對普通愛好者來說，發現小行星其實是越來越難了。
已發現的“潛在威脅小行星”（PHA）軌道模擬圖。（ 圖：NASA噴射推進實驗室）
疑問二：會有未被發現的小行星威脅人類安全嗎？
衡量近地天體撞擊地球危險的指標有都靈指數和巴勒莫危險指數。以較簡單的都靈指數為例，其使用0到10這10個整數數字代表危險程度，“0”代表其撞擊地球的機會微乎其微可以視作為零，又或是在撞擊地球前會在大氣層摩擦燃燒殆盡；而“10”則代表該物體撞擊地球的機會十分大，並足以造成全球性大災難。
至今，只有小行星99942在2004年的都靈指數達到“4”，意為“需要天文學家注意，現行計算顯示會有1%或以上的可能性造成區域性的衝撞損毀，在絕大多數情況下，進一步的望遠鏡觀測會將危險指數再評為零級”。不過很快進一步的觀測證實其威脅不存在，等級回到“0”級。
美國空間科學研究所天文學家阿蘭·哈里斯（Alan W.Harris）曾經估算了近地小行星的數量，他研究認為，直徑大於1000米的近地小行星可能有970顆到1100顆，截至2014年8月，有90％已經被發現，但隨著小行星尺寸降低，其數量也大幅增加，未被發現的也更多。
葉泉志告訴記者：“直徑超過1000米的小行星一旦撞擊地球，會造成全球範圍的毀滅性災難。但是100米級別的小行星也可以對人類文明造成毀滅性打擊，而我們目前對百米級小行星的瞭解還不到10%。”
2013年2月15日，俄羅斯車里雅賓斯克遭流星襲擊，致千餘人受傷。分析其軌跡，科學家認為，其可能是一顆阿波羅型小行星（平均軌道半徑接近一個天文單位，而遠日點大於地球的近日點，它們經常位於地球軌道內），但由於其來自太陽方向，其在進入大氣層之前並未被人類觀測到。NASA估算，在進入地球大氣層之前，這顆小行星尺寸為17米，其質量為1萬噸，爆炸釋放能量約等於50萬噸TNT炸藥爆炸。此外，在2004年3月18日，直徑大約30米的小行星2004FH，從地球上方大約4.3萬千米處飛過，天文學家在其飛掠地球前3天才捕捉到其身影。
疑問三：如果發現一顆較大的小行星即將撞擊地球，怎麼辦？
阿蘭·哈里斯根據現有近地小行星發現數量及預估情況，建立模型計算了小行星大小與碰撞風險的關係。他認為，直徑50米級的撞擊，發生間隔時間為2000年一遇；140米級的，3萬年一遇；300米級的，10萬年一遇；10千米級的，一億年一遇。
1967年，麻省理工學院桑多夫（Paul Sandorff）教授在課堂上提出了一個設計：假設小行星“伊卡洛斯”將於18個月後撞擊地球，要如何防止災難發生？
最終，學生們設計了使用當時正在研製中的推力最強的土星5號火箭運載1億噸當量核彈，使小行星偏離軌道或者炸開。當然這只是紙上談兵，在2010年，美國科學院曾有報告認為，用核爆炸阻止小行星撞向地球，具體辦法可能還需要幾十年研究。
除此之外，科學家還設想過用長期作用力來緩慢改變小行星軌道，包括太空拖船、引力拖車、用挖掘機使小行星拋出質量、用強激光照射改變小行星表面蒸發量、用表面噴漆等手段改變光壓力等。
另外，還有用航天器動能撞擊的方法改變小行星軌道等。
葉泉志表示，對小行星的在軌打擊、摧毀的任務基本停留在概念和“好萊塢大片”的階段。他指出，若發現有小行星衝著地球而來，NASA有通報機制，但基本停留在通報以及災後援助的層面上。
朱進也說，科學家們是有過一些概念性設想，但其實離實際的應用還差很遠。
“也是因為目前還沒有發現有實際威脅的小行星。”朱進介紹，首次準確預報小行星撞擊地球是在2008年10月6日，天文學家發現小行星2008TC3將在19小時後撞擊地球，併發出預報。結果這顆小行星如預期撞擊無人居住的蘇丹努比亞沙漠。不過這顆小行星尺寸不大，直徑僅4米左右，現在其一部分殘骸在北京天文館展出。
值得注意的是，當一顆小行星接近行星或衛星時，它將受到引力攝動，從而可能變更軌道，從先前不具威脅的小行星變為潛在威脅小行星。特別是近地小行星，其接近水星、金星、地球和火星的機會很多，因而即使是那些軌道確定的小行星，仍存在一定風險。
【記者】王詩堃
【統籌/策劃】張志超
【作者】 王詩堃；張志超
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