小行星探测未来趋势：捕获与利用
在浩渺的太阳系中，有众多体积和质量比行星小得多的天体，它们类似行星一般环绕太阳运动，航天专家们正在“打它们的主意”。中国航天科技集团公司科技委顾问、神舟飞船首任总设计师戚发轫院士近日向媒体透露，我国航天专家正在酝酿一项小行星探测计划，如果实施，将为未来深空探测奠定基础。
在国外，探测小行星的计划早已有之，设想更加大胆，不仅仅局限于观测，而是想和小行星有更亲密的“接触”。
“撒网”捕获小行星
漆黑的太空中，舒展着环状太阳能电板的无人航天器，运行至一颗正在靠近地球的小行星旁。无人航天器一端的舱盖脱离，由内而外释放出一张漏斗状的巨网，通过激光定位，对准小行星，将其笼罩并收入囊中。
捕获小行星成功后，无人航天器将小行星带到太空中的指定地点。与此同时，地球表面将载有宇航员的航天器发射升空，在太空中与无人航天器会合，并进行交会对接。宇航员出舱后对捕获的小行星进行拍照，并带着小行星的样品返回太空舱。
这一系列场景是美国宇航局（NASA）主页上的一个模拟动画，并且是其正准备付诸实践的计划。美国总统奥巴马向国会提交2014年财政预算案中，为这项捕捉小行星的计划争取到了1.05亿美元的初步资金。
“美国宇航局的这项计划，如果实施并取得成功，届时不仅可以提取小行星样品以分析太阳系的起源，还可以为载人登陆小行星做技术准备和测试，对于提早防范小行星撞击地球的悲剧事故也有重要的意义。”中国空间技术专家庞之浩在接受《中国科学报》记者采访时表示。
美国宇航局希望在2025年之前能够成功捕获一颗小行星，并将其运送到月球轨道附近。而美国政府更长远的想法，是让其为将来开展载人登陆火星奠定基础。
无人航天器捕捉小行星
阻断地球被撞击的可能
“美国的小行星探测计划的创新意义很强，历史上还从来没有国家尝试做过影响地外天体运行轨迹，难度非常大。”庞之浩说，近地小行星的飞行速度通常都能达到第一宇宙速度（7.9公里/秒），若是采用航天器与小行星平行式的飞行，更容易将其捕获。此外，捕获小行星的航天器要将其拖拽至绕月轨道，需要有足够大的太阳能电推力。
值得注意的是，美国宇航局的这项计划中，选取的小行星个体重约500吨，直径约7.6米。庞之浩认为，之所以选择这样大小的小行星，一方面是降低捕获难度，另一方面如果捕获失败，而引发其偏离轨道撞向地球时，不至于产生危害性影响。
一直以来，众多科幻大片中常常出现地外天体撞击地球的镜头，对此，小行星探测计划的开展或许能为避免这种灾难“做足功课”。
“美国这项计划开展后，如果能够成功拖拽小行星脱离轨道，这便是避免灾难的方法之一——通过牵引而改变小行星轨道。”庞之浩说。
而拖拽小行星脱离轨道的方法，还可以选择在小行星旁边放置引力推进器，通过引力改变其运行轨道，不过这样耗时更长，需要提前预判和提早发射。
或者，通过发射导弹或者选用拥有一定质量和速度的航天器，利用强大的推力去撞击小行星使其偏离轨道。核弹便是备用方案之一，这也是目前人类拥有的威力最大的武器，但这种手段可能造成核污染，是一种非常紧迫的情况下才考虑的方法。
2036年近地小行星可能撞地球
开发太空中的天然矿场
针对美国的小行星探测计划，该国参议员比尔·尼尔森曾表示：“捕获小行星的计划只是大型项目的一部分，期望通过对小行星的研究能够为人类前往火星开辟一条路径，同时可以采集小行星矿石进行科研。”
去小行星上采矿，已经有大腕们期望实现这个看上去疯狂的想法。去年4月24日，由谷歌公司联合创始人拉里·佩奇和董事长埃里克·施密特联合好莱坞导演詹姆斯·卡梅隆及其他投资者，共同成立了一家行星资源公司。该公司已宣称，将利用太空机器人到小行星上开采重金属。
一项研究数据显示，有7500个小行星或许蕴藏珍贵矿产，包括镍、铂、金等贵重金属。以3554号小行星Amun为例，科学家们估算这颗直径约2.5千米的近地小行星中蕴涵着价值超过20万亿美元的铂和其他金属矿藏。
美国宇航局组织宇航员和相关科学家，已于前年和去年进行了两次水下模拟登陆小行星的训练。美国宇航员迈克·格恩哈特是去年的小组指令长，他在一份声明中表示：任务主要集中于模拟处理登陆小行星时的通信延迟和通信障碍、推算出登陆团队的最佳人员规模以及如何在小行星上抛锚固定。
美国“ 黎明” 号小行星探测器
让航天器伴随小行星一起飞行
据了解，我国已在2012年完成了喀什35米和佳木斯66米两个大型深空测控站，以及上海65米甚长线射电干涉测量站的建设。随着这三大站投入使用，我国深空测控网已正式建成。
对于我国正在酝酿的探测小行星计划，庞之浩认为，无论是登陆小行星或是开采其资源，探测是基本工作，也是第一步。
对深空的探测活动在国外早已开始进行，至今已有三个专门探测小行星的航天器被发射。
美国宇航局于1996年2月17日发射的“会合·舒梅克号”探测器，这是第一艘登陆小行星的探测器，它的使命是研究小行星爱神星的构造。
2003年，日本将“隼鸟号”航天器送往名为“系川”的小行星采集样本，并将采集到的样本于2010年送回地球。隼鸟号在宇宙中旅行了7年，穿越了约60亿公里的路程。这是人类第一次去往对地球有威胁性的小行星，进行物质搜集和研究，也是第一次把小行星物质带回地球。
2007年，美国向太空发射了“黎明号”探测器，远赴48亿公里外的火星和木星之间的小行星带。其中，灶神星和谷神星是其中个头最大的成员。科学家希望，通过观测、研究这两个天体，从而揭开太阳系诞生的线索。
对于我国未来可能开展的小行星探测计划，戚发轫认为，我国计划的探测方式有所不同，不是登陆，而是让航天器伴随小行星一起飞行。目前这项计划还未得到国家的批准，如果顺利获准，有望在2020年左右实施。(中国科学报 童岱)
