地球哨兵另起灶 美私人基金会能否打尽天外杀手

目前，美国宇航局只确认了在地球附近运行的100万颗大行星中的1%。图为直径大于140米的近地天体的轨道。资料来源:美国航天局/JPL-加州理工学院

考虑到美国宇航局无法完成寻找小行星的任务，一家私人基金会计划筹集4.5亿美元建造一架太空望远镜，以寻找可能威胁地球的小行星。

在安托万·德·圣·埃克苏佩里的小说《小王子》中，一名被困在撒哈拉沙漠的飞行员遇到了来自行星B-612的小生命。此外，“还有数百颗其他小行星”圣埃克苏佩里写道，“其中一些太小了，人们无法通过双筒望远镜看到。”

然而，这个数字太保守了。在低地球轨道上，可能有100万颗小行星的质量比远洋客轮大得多，而且几乎没有一颗能用望远镜观察到。有些近地天体远不如小王子的领地无害和友好。他们是潜在的杀手。

当小行星与地球相撞时，至少40米宽的小行星可以摧毁一个大都市，而1公里宽的小行星可以摧毁一个大陆的一部分。在美国国家航空航天局赞助的搜索中发现的大多数小行星都在千米级。行星科学家认为，观测所有近地天体将需要一个专用的空间观测台，至少耗资5亿美元。美国宇航局目前正处于低预算时代。即使是目前的任务(国会命令它在2005年确定90%的近地天体至少140米宽)也落后于计划——到目前为止只发现了10%。

"我认为该机构有点闪烁其词。"美国国家航空航天局近地天体观测项目专家林德利·约翰逊说，“我从未想到它会发展出如此强大的能力。”

现在天文学家和他们的B612基金会取得了突破。该基金会设定了一个目标，到2018年7月启动一项4.5亿美元的任务。名为“哨兵”的红外望远镜将在金星附近的有利位置观测到50万颗近地天体。B612拥有一个由退休的行星科学家组成的星际团队，并与波尔航天技术公司签订了建造和运营卫星的价格合同。

在这种商业冒险进入地球轨道的新经济中，B612基金会旨在利用慈善基金促进深空探索。几乎每个人都认为地球周围环境中天体的“哨兵”动态绘图将改变行星科学。“如果我们想认真对待小行星碰撞的威胁，我们必须这样做，”物理学家马克·博斯洛夫说，他是新墨西哥州桑迪亚国家实验室的碰撞专家。

团队建设

B612由两代宇航员代表:50岁的首席执行官爱德华·卢和77岁的董事会名誉主席罗塞尔·施韦卡特。他们的热情和过去的经验提高了B612的声誉。斯科特·哈伯德是加利福尼亚州斯坦福大学的哨兵项目工程师，也是美国宇航局火星项目的前负责人，他说:“他们在社会中有着特殊的地位。”

作为一名天体物理学家和太阳科学家，陆在2003年哥伦比亚号航天飞机坠毁后完成了两次太空任务，并在国际空间站呆了六个月。在2007年离开美国宇航局后，陆成为了谷歌尖端项目的项目经理——但保护地球对他来说是不可抗拒的。

这一职业转变花了施韦克特更长的时间。1963年，他被一名空军战斗机飞行员选为美国宇航局的第三类宇航员。1969年3月，他乘坐阿波罗9号进入太空，并能在太空行走中观察地球5分钟。

后来，他回忆道:“那时，你非常清楚自己是一个人类传感器，你必须把它带回来。这是一项特殊的责任。”1998年，他听到斯坦福大学地球物理学家诺曼·睡眠谈论地球碰撞的历史。“不可思议的能量让我吃惊。”他说。

不久，鲁和施韦卡开始讨论如何避免这样的碰撞。他们在2002年与普林斯顿高级研究所的天体物理学家皮特·胡特和博尔德西南研究所的行星科学家克拉克·查普曼一起建立了B612基金会。

在最初的10年里，他们和他们的同事寻找在近地天体撞击地球的10年前发出警告的方法。陆和天文学家斯坦利·洛夫设计了一种“重力牵引器”——一种在近地天体附近盘旋并改变轨道的航天器。此外，研究表明，如果物体被提前足够远的距离投射到小行星上，也可以达到同样的效果。“我们已经得出结论，偏转小行星是可行的。找到剩余的99%的近地天体是最大的问题。”鲁说。

该小组一直在推动美国宇航局加大对危险小行星的搜索力度。当鲁说*似乎无力投资时，一位工程师对他说:"你为什么不这样做呢？"鲁把施韦卡叫来讨论，然后B612的新目标就明确了。

除了哈伯德之外，他们还聘请了从布尔退休的哈罗德·雷策玛(Harold Reitsema)担任任务主管，同样来自布尔的约翰·特罗伊茨奇(John Troeltzsch)担任项目主管，西南研究所的马克·布伊(Marc Buie)担任项目科学家。

相似的金星轨道

Troeltzsch将“哨兵”描述为一个“峰值任务”，因为它继承了其他空间探测器，如著名的开普勒和斯皮策红外望远镜。波尔公司在这些探测器中起着核心作用。

波尔与B612的合同为哨兵项目设定了约2.5亿美元的成本。发射、操作和人员配给将另外花费2亿美元。在谈话中，鲁将发射日期定为2018年7月20日——尼尔·阿姆斯特朗首次进入太空的周年纪念日。这项任务将持续六年半，寻找90%直径大于140米的小行星和一半直径小于40米的小行星。如果任务持续10年，将会发现更多。

哨兵最引人注目的地方是它的轨道设计与金星相似。Buie说，这将使“哨兵”在远离太阳的位置观察地球时，能够观察到完全照亮的小行星。

但这意味着妥协。例如，麻省史密森天体物理观测站小行星中心主任蒂姆·斯帕尔(Tim Spahr)说，“哨兵”号位置偏远，这意味着它可能无法探测到比在更近的位置探测到更多40米宽的较小近地天体。

此外，哨兵与地球之间的距离限制了它可以发回的数据量。B612已经与美国国家航空航天局签署了一项协议，使用美国国家航空航天局的无线电天线深空网络下载数据，但是为了减轻负担，机载计算机将允许“哨兵”只传送那些物体在一小时内移动的图像。

Reitsema说，B612小组彻底分析了“哨兵”轨道选择，知道它不能捕捉一切。然而，他认为推动设计的目标是找到90%的140米及更大的小行星。经国会批准，“我们相信金星的轨道是最合适的”。

筹款计划

对B612计划的总体反应是积极的。"我认为他们让一切朝着正确的方向发展。"美国宇航局喷气推进实验室近地天体项目办公室主任唐纳德·约曼斯说，但他担心自己的慈善目标过于雄心勃勃。

该基金会目前的目标是到明年筹集2000万美元的捐款，在未来10年每年至少筹集4000万美元。美国宇航局新兴太空办公室的经济学家和项目主管亚历山大·麦克-唐纳德最近的一项研究表明，B612的资助目标并不比一个经典的天文学项目更大。他计算了第二次世界大战前建造的重要天文台的成本。当他在2008年将这些成本转换成美国国内生产总值的比例时，他发现加利福尼亚州威尔逊山天文台和威斯康星州耶吉斯天文台的成本分别为4.08亿美元和4.41亿美元。其他天文台更贵。

如果B612缺乏资金，美国国家航空航天局有可能承担这个项目吗？“我们很乐意讨论深化公私合作。”鲁说:“我们的目标不是建造望远镜，而是完善它。”(张冬冬)

中国科学新闻(2013-08-26第三版国际版)