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袁平淦擁有十億像素陣列相機可觀(guān)測月球上紐扣大小物體蓋亞之眼：監測“地球殺手”的神探11月20 日，本是歐空局蓋亞衛星預定的發(fā)射窗口，現在卻因為其應答機出現問(wèn)題而推遲發(fā)射。蓋亞衛星原計劃任務(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(huì )撞擊地球的小行星。
10億像素陣列相機打造蓋亞之“眼”
蓋亞衛星最大的特點(diǎn)就是攜帶有由106 架獨立的電子探測器組合而成的大規模數字照相機，這臺被稱(chēng)作“十億像素陣列”的相機將成為蓋亞衛星的超級“眼睛”。
10億像素，是個(gè)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(gè)區域放大，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。倘若一架無(wú)人機能裝備這種10億像素相機，就能在地面無(wú)法探測的高度拍攝到細微至能夠看清一塊汽車(chē)牌照號碼那樣的圖像。
而蓋亞衛星，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(guān)測到幾十萬(wàn)公里外月球上紐扣大小的物體。因此，它主要用來(lái)探測比肉眼可見(jiàn)的星星要暗上百萬(wàn)倍的遙遠恒星，并繪制精確的星圖。
按照歐空局原本的預計，蓋亞衛星將在日地系統的第二拉格朗日點(diǎn)工作。從太陽(yáng)的方位看去，這里位于地球后方約150 萬(wàn)公里處，地球和太陽(yáng)的引力達到了平衡，如果以太陽(yáng)和地球為參照物，運動(dòng)中的蓋亞將在那里處于“相對靜止”狀態(tài)。
新任務(wù)：觀(guān)測威脅地球的“小個(gè)子殺手”
本是做恒星觀(guān)測的蓋亞衛星緣何被賦予了新期待？
原因來(lái)自愈來(lái)愈高的小行星撞地球風(fēng)險。據《自然》雜志11月6 日報道，大量小行星潛伏在地球周?chē)?，撞上地球的可能性是過(guò)去預測的7 倍。
據了解，目前人類(lèi)已知約有1000枚直徑在1 公里以上的小行星環(huán)繞太陽(yáng)運行，科學(xué)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(lái)幾百年內不會(huì )撞上地球。盡管“大塊頭”安全了，而“小個(gè)子”卻可不一定。地球周?chē)睆皆诿椎碾E石多達上百萬(wàn)顆，但人類(lèi)只關(guān)注了其中的500 顆左右，而這些“小個(gè)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(wàn)噸的隕石從天而降，墜落在俄羅斯烏拉爾地區車(chē)里雅賓斯克州，爆發(fā)出相當于50多萬(wàn)噸TNT炸藥、或者30多顆廣島原子彈的能量。幸運的是，由于結構的原因，該隕石在進(jìn)入大氣層后分裂成多塊，能量分散了。捷克科學(xué)院天文研究所的伊日·博羅維奇卡說(shuō)：“ 大氣層吸收了大部分動(dòng)能。要是隕石再堅固一點(diǎn)，撞擊地面造成的破壞就要大得多。”
因此，如果有堅固的“小個(gè)子”命中人口密集的地區，帶來(lái)的傷害將會(huì )更大，而且這些“小個(gè)子”(包括太陽(yáng)和地球之間的小行星)由于體積小、亮度低，在太陽(yáng)光和太陽(yáng)輻射的影響下，科學(xué)家在地面上不好觀(guān)測。而蓋亞衛星卻可以破解這一難題，劍橋大學(xué)天文學(xué)研究所的實(shí)驗物理學(xué)教授格里·吉爾摩是參與蓋亞衛星項目的科學(xué)家之一，他說(shuō)：“蓋亞將對所有小行星進(jìn)行觀(guān)測，包括那些位于地球和太陽(yáng)之間的小行星。這些小行星十分討厭，因為我們看不到它們。”
難怪蓋亞衛星會(huì )被賦予新任務(wù)。但它能否像期待的那樣，監測到“小個(gè)子殺手”，只能是“戰場(chǎng)上見(jiàn)真功”了。
提前20年才能未雨綢繆如果蓋亞衛星發(fā)現有小行星將撞擊地球，人類(lèi)有沒(méi)有辦法應對？
設想的應對方案倒是有不少。如發(fā)射大型人造天體，通過(guò)機械推力改變小行星的軌道等。日前，有科學(xué)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(guò)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(dòng)機，將小行星推開(kāi)……方法貌似很多，然而卻有很多技術(shù)難點(diǎn)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(dòng)機？誰(shuí)來(lái)裝？推力夠嗎？……一系列的難題需要科學(xué)家們來(lái)解決。
對此，北京天文館館長(cháng)朱進(jìn)在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示，到目前為止，人類(lèi)還沒(méi)有能力去解決小行星撞地球的問(wèn)題，根據現在科學(xué)技術(shù)發(fā)展水準預測，人類(lèi)大概需要20年左右的時(shí)間預警，才能找到避免受撞擊的辦法。
看來(lái)，如果近期真發(fā)現一個(gè)要撞上地球的行星，人類(lèi)將很難躲過(guò)去，那真是禍從天降。所以，通過(guò)蓋亞衛星觀(guān)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”
如果就應對小行星而言，蓋亞衛星并不孤獨。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(jiǎn)稱(chēng)WISE)的望遠鏡，用于搜尋宇宙中尚未被發(fā)現的天體，其中包括可能對地球構成威脅的小行星和彗星。
中國在觀(guān)測預警方面也投入了巨資，中科院紫金山天文臺就架設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“國際小行星預警網(wǎng)絡(luò )”計劃，預計最早將于12月具體實(shí)施。
由此可見(jiàn)，全世界已集體對小行星發(fā)出“通緝令”，蓋亞只不過(guò)是這支隊伍里的一位“兼職探員”。 未來(lái)，當監測小行星的“法網(wǎng)”越來(lái)越嚴密時(shí)，應該再也不會(huì )有像今年車(chē)里雅賓斯克州隕石這樣的“漏網(wǎng)之魚(yú)”了。
