当小行星撞向地球，用激光能偏移它们的轨道

当小行星撞向地球我们该怎么办？此前科学家已经提出许多方法应对，如采用撞击，机器人挖掘，重力拖拉机等等。最近，有科学家提出一项新方案，利用激光来蒸发小行星表面的物质，使威胁地球的小行星等近地天体偏离轨道。由于其技术上具有实际可操作性，倍受关注，被认为是最有前景的小行星防御方案之一。

图a为“DE-STAR”系统执行多个任务的示意图，包括小行星偏移，成分分析，远程飞船动力和推进系统；图b为激光束蒸发小行星表面物质的想象图。

利用激光“蒸发”小行星

根据提出的方案，科学家将通过在地球轨道设置大型激光阵列用以偏转来袭的小行星、彗星等近地天体，该系统被称为“瞄准小行星及勘探的定向能量系统”，英文缩写“DE-STAR”。方案还提出了这一系统的缩小版，代号“DE-STARLITE”，它能够追随小行星飞行，长时间不断的发射激光，逐渐偏转其轨道。

提出这些新方案的研究人员称，他们的目标是建造一个轨道行星防御系统。这一系统可以对准威胁地球小行星上的一点远距离发射激光，加热到足够的温度，从而熔化并蒸发其表面物质甚至是固态岩石。当这些物质不断的从小行星表面气化喷射出来时，能够产生一个反作用力，促使小行星改变原有飞行轨道。目前，大功率激光器足以产生能够熔化和蒸发任何已知物质的能量。通过部署在小行星附近的飞船发射激光，有望实现这些看似科幻的构想。

方案提出者之一、加州大学的张启程（音译，Qicheng Zhang）说：“建造“DE-STAR”系统技术上都是现今就可实现的，最主要的挑战在于需要建造多大才有效。”

张启程和他的同事称，如果“DE-STAR”激光阵列达到100米宽，就足以从320万公里之外偏转一颗直径100米的小行星。不过他们认为，小型的“DE-STARLITE”系统成本更低，更具有实际可操作性。据称，功率20千瓦的“DE-STARLITE”系统，连续发射激光15年就足以偏移阿波菲斯小行星（直径约324米）一般大小的天体；如果“DE-STARLITE”功率达到100万千瓦，5年内即可偏移直径500米的小行星。

张启程说：“近地天体约大，偏移它们轨道需要的时间就越长。而如果我们的激光器越大，需要的时间则更短。功率20千瓦的“DE-STARLITE”系统15年就能偏移一颗直径300米的小行星。对于那些更小的天体，载有激光器的飞船抵达后一年内就能搞定。”

有前景的太空防线

不过有科学家表示，由于部署小型的“DE-STARLITE”飞抵小行星附近需要一定的时间，所以当接到偏移小行星的临时任务时，这一系统则无用武之地。此时，大型的“DE-STAR”激光阵列似乎就成为最后的太空防线了。

由于能够对有威胁的天体做出快速反应，类似“DE-STARLITE”这样的防御系统在未来有可能成为地球的太空防线。更重要的是，它还能防御那些长周期彗星，目前类似的可行方案并不多，人类现有的飞船通常也很难抵达这类彗星。

为了模拟激光偏移小行星的能力，研究人员将激光直接打在目标物上直至白热状态，产生了一个以小行星自身作为推进剂的“火箭发动机”

为了验证激光能够改变小行星运动状态，方案的提出者用玄武岩模拟旋转的小行星。这段视频显示，在激光束的作用下，玄武岩样品减速、停止并改变旋转方向。

适当大小的“DE-STAR”系统能够短时间内偏移不太大的危险“天外来客”。不过，方案的提出者指出，“DE-STAR”偏移小行星的实际效果，很大程度上取决于目标本身。即使是要对付的小行星与之前成功实施偏移的的目标大小、成分都相同，“DE-STAR”也有可能无效。

张启程解释说：“这要看具体情况。比如说，今天我们发现一颗直径100米的小行星下周就要撞向地球，定向能量系统则不可行。因为这将需要一个非常庞大的激光阵列，远不及采用简单的撞击或是爆破等手段有效。相反，如果我们发现一颗相同的小行星30年后将威胁地球，定向能量系统则非常有效。即使是10千瓦的功率也能对付，这一功率远低于美国军方所拥有的激光装备。”

“DE-STAR”和“DE-STARLITE”的设想概念表明定向能量有望成为一个有前景的行星防御技术，抵御存在潜在威胁的近地天体。随着技术进步，也许人类现在就应该考虑将激光蒸发小行星的技术作为抵御小行星最行之有效的方案之一。(编译/dogstar)