上周，在美國馬里蘭州召開的第六屆行星防御會議上進行了一場小行星防御演習。美國宇航局（NASA）下屬噴氣推進實驗室（JPL）虛構了一顆可能在2027年4月29日撞擊地球的小行星（代號2019PDC），由來自NASA、美國聯邦應急管理局（FEMA）、歐洲航天局等機構的專家團隊負責迎戰小行星，以拯救人類。

最后的結果是，雖然人類采用動能撞擊法將2019PDC撞碎，但一塊60米左右的碎塊仍在飛向地球，將其“核爆”摧毀的應急方案則無法執行，專家團隊只好進行“B計劃”，著手評估撞擊結果，制定疏散方案。

主動防御小行星威脅并非“杞人憂天”

此次演習雖然只是虛構，但小行星防御問題并非只是科幻故事。一般而言，如果小行星軌道與地球軌道的最小距離小于0.05 AU（注：AU是天文單位，一個天文單位距離約為1.5億公里），就認為是有潛在碰撞風險的小行星。目前已被確認的超過1.6萬顆近地天體中1838顆被認為具有“潛在危險性”。小行星的碰撞可能帶來十分嚴重的后果。據估算，直徑為10至50米的小行星撞擊地球，即可產生像關島核彈爆炸一樣的威力；直徑在100米以上的小行星，就能產生幾百萬噸級核彈的破壞能量。廣為熟知的造成恐龍滅絕等災難的原因很可能就是小行星與地球碰撞。2013年2月15日俄羅斯車里雅賓斯克上午9時15分(世界時3時15分)發生了一次隕石雨事件。隕石進入大氣層留下大約10公里長的軌跡。據俄羅斯媒體報道，該次事件中有1500人受傷，1000多間房屋受損。

以前，防御小規模碰撞事件主要采取地面人防工程和躲避等被動方式，但隨著科技的進步，如何主動防御小行星碰撞地球也成為了各國關注的重點。如在2018年8月，美國白宮科技與政策辦公室聯合美國國家科學與技術委員會發布“國家近地天體預防戰略與行動規劃”，對未來10年如何防御可能撞擊地球的近地天體，以及一旦撞擊如何開展救災等工作從國家層面進行頂層謀劃，并提出通過諸如提高近地天體探測跟蹤能力、提高近地天體威脅的建模預測能力、研發偏轉或破壞近地天體技術等5個戰略目標來提高預防近地天體撞擊地球的能力。

小行星主動防御技術存在空天戰爭潛力

表面看來，小行星主動防御涉及天文和防災等領域，但其與空天戰爭有很多的相通之處。從宏觀上說，防御小行星撞擊地球與防御他方非合作太空目標并無太多本質差別。從微觀上說，想如果能夠跨越上億公里以外的小行星進行發現、追蹤、監視，并發射航天器抵近、繞飛、撞擊、著陸、采樣、返回乃至推離和摧毀，那么同樣的手段更加可用于應用到距離更近的人造衛星或其他航天器上。目前主動防御小行星主要有3種設想：用長期作用力來改變小行星軌道、利用動能撞擊改變小行星軌道、核爆炸。這些都具備太空軍事應用潛力。

用長期作用力來緩慢改變小行星軌道有很多手段，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。這其中以美國的“小行星重定向計劃”最具代表性。美國宇航局從2013年起，開始實施一項名為“小行星重定向任務”的小行星捕捉計劃。該計劃發射無人飛船與小行星交會并對其予以捕獲，并設計了兩個方案，一是設想使用一種呈圓筒形的高強度的軟式充氣袋，捕獲一顆體積較小的完整小行星。二是從一顆大型的小行星表面抓取一塊2~4米寬的大卵石。當無人飛船將捕獲到的小行星拖送到月球附近時，航天員將乘坐“獵戶座”多用途飛船奔赴月球遠程逆行軌道，出艙對小行星進行直接觀察研究和采樣，并帶著樣品返回地球。雖然美國政府在2017年初宣布計劃取消“小行星重定向任務”，但是該項目研發的一些關鍵技術將為其他應用保留。

不難看出，緩慢改變小行星軌道技術與共軌反衛技術類似。共軌式反衛技術是指將攔截平臺送入目標衛星的軌道平面，然后對目標衛星進行破壞。以前航天飛機這類飛行器可以用機械手將對方的衛星拖入艙內帶回地面，或直接在太空進行符合己方意愿的改造，這與將小行星捕獲后帶回地球附近簡直如出一轍。

用航天器動能撞擊的方法改變小行星軌道是目前技術可以達到的，相關技術已經被多次試驗，以美國“深度撞擊”計劃和日本的“隼鳥”計劃為例。2005年1月13日美國成功發射彗星探測飛船“深度撞擊號”，經過4.31億公里的長途跋涉，探測器飛抵“坦普爾1號”彗星。在2005年7月4日，探測器本體釋放出一顆372公斤級的撞擊器，以3.7萬公里/小時的速度撞擊彗星的彗核，其威力相當于4.5噸TNT烈性炸藥的爆炸威力，將彗核表面撞出一個數十米深、足球場那么大的環形坑。而在“隼鳥”計劃中，日本 “隼鳥”（Hayabusa）探測器于2005年10月到達近地小行星絲川（1998號SF36）后，將一枚質量為5g的金屬“子彈”以300m/s的速度射向小行星表面，使表面飛濺的碎片被吸入到采樣裝置中。后續探測器“隼鳥2號”于2019年2月22日8時左右成功在小行星“龍宮”表面著陸，并在不久之后成功轟炸了“龍宮”，據悉“隼鳥號”的“小型攜帶撞擊器”(SCI)裝置在撞擊時引爆，創造了一個隕石坑，實際再現了天體碰撞產生隕石坑的過程。

很明顯，撞擊小行星融合了上升式動能殺傷器技術，該技術的核心之一，是動能攔截器（KKV，kinetic kill vehicle）。KKV主要由引導頭、計算機及電子設備、姿態/軌道控制設備和電源等組成，與用于攔截大氣層內目標的攔截彈不同，KKV主要采用碰撞殺傷，原因在于攔截外空目標時，雙方相對速度過高，達5~10千米/秒，目前的近炸引信技術難以在合適的時機精確起爆戰斗部。同時KKV與目標碰撞時的質量至少為6~15千克，如此高的速度和質量碰撞時產生的能量可高達數億焦耳，將會產生氣化效應，形成幾百萬度甚至幾千萬度的高溫高壓等離子體，其瞬間的爆炸威力足以徹底摧毀現有的任何類型的目標，殺傷力強 。KKV有兩種碰撞方式，一是直接碰撞方式，二是直接碰撞殺傷增強方式，直接碰撞殺傷增強方式是在制導精度滿足不了直接碰撞的情況下，在攔截器上增設殺傷增強裝置，如傘骨狀鋼條等，以增加撞擊面積。

上升式動能殺傷器技術是目前反衛和外空反導的主要手段之一。如美國在2008年進行的“燃燒冰霜”試驗中，用軍艦發射“標準-3”導彈擊毀了一顆高度為200公里左右的衛星。而在2019年3月27日，印度宣布成功擊落了一顆位于距離地面300公里的近地軌道上的衛星，成為除中美俄外第四個掌握反軌道衛星技術的國家。這些衛星應該都是被上升式動能殺傷器擊落的。

核爆炸本身是成熟的技術，是目前人類能產生最大能量的主要手段。采用核攔截器能讓威脅地球的小行星產生足夠的速度改變，核爆產生的中子和X射線沉積的能量加熱了小行星的表面層，并產生快速的流體噴射，將大部分星形團塊推向相反的方向。根據能量分析，對預警時間很短或質量很大的小行星威脅，目前只有核爆炸手段可以進行防御。有研究顯示認為，對直徑大于600米的小行星，除了核爆炸外的其他單一手段均不能在30年內有效改變小行星的軌道來解除威脅。而核爆同樣是反導的重要手段之一，在大氣層外利用核爆產生的X射線和電磁脈沖；在大氣層內利用中子流、γ射線、沖擊波等的綜合效應毀傷來襲彈道導彈。冷戰期間美蘇雙方都使用核爆來彌補攔截彈制導精度的不足，如美蘇分別研制和部署了戰斗部采用核裝藥的“衛兵”和“橡皮套鞋”反導彈系統，目前俄羅斯的A-135戰略反導系統也采用核彈頭。

綜上，小行星主動防御技術與未來空天戰爭相互融通，只是針對的目標有所不同，這在太空軍事化進程不斷加快的今天值得世人加以關注。

（作者系察哈爾學會研究員）