当幻想照进现实：从科幻电影看太空探索新发现

鞠强 中国科学技术出版社人文科学编辑部副主任

点此查看完整报告

点此查看精彩观点

点此查看学习课件

一、《独行月球》——小行星防御

2022年7月29日，电影《独行月球》在国内上映。该片讲述了一颗名叫“π”的小行星正向地球来袭，人类为了拯救地球，在月球上部署了拦截小行星的月盾计划。不幸的是，由于核导弹发生偏离，并没有完全摧毁小行星，小行星的部分碎片撞击了月球，形成了大量的陨石雨，全员必须紧急撤离月球基地，电影主角独孤月由于意外错过了撤离通知，一个人留在了月球。

《小王子》是著名的儿童文学短篇小说。这部小说讲述了主人公小王子在离开所在星球后，在六颗小行星游历时遇见的诸多奇闻。我相信，许多人也是从这部小说中第一次了解了小行星，但是，小说里对小行星的描写是经过文学加工的，并不是真正意义上的小行星。在天文学上，小行星是指在太阳系内类似于行星围绕太阳运动，但体积和质量相对较小的一种天体。

1930年，克莱德·汤博发现了一颗神秘而又遥远的行星——冥王星。在接下来的几十年间，太阳系内拥有九大行星曾经被认为是一种共识：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。但是在2006年，国际天文学联合会正式将冥王星降级为矮行星。矮行星的体积介于行星和小行星之间。

提到小行星的威胁，我们就一定会想到恐龙的灭绝。小行星撞击地球说是恐龙灭绝的说法之一。如果恐龙灭绝的时间离我们太遥远，那么，20世纪初还有一件著名的天体坠入地球事件。1908年6月30日，一颗冲进大气层的小行星在俄罗斯西伯利亚通古斯上空发生了爆炸，据估算，爆炸威力相当于2000万吨TNT炸药，影响范围超过2150平方公里。进入21世纪后，还有一件著名的天体坠落事件。2013年2月15日，一颗直径约18米的小天体进入大气层，在下降过程中变成了超级火球，在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸，该事件造成约上千人受伤，数千栋建筑物遭到损毁。经估算，这颗小天体是在空中30千米处爆炸的，可见这种进入地球大气层的小天体的威胁还是很大的。如果是小行星坠入地球的话，对人类造成的影响是无法估量的。

在美国亚利桑那州弗拉格斯塔夫东部，有一个著名的陨石坑——巴林杰陨石坑。该陨石坑的直径有1000多米，大概形成于几万年前。据估计，当时陨石撞击地面的力度巨大，整个北美洲都受到了影响。

小行星的数量非常庞大，目前已知的太阳系内的小行星总数超过100万颗。由于观测技术的进步，小行星的发现量正在逐年增加。大多数小行星位于火星与木星轨道之间的小行星带。此外，在海王星以外的柯伊伯带同样散布着许多小行星。虽然这些小行星平时与地球相安无事，但是天文学家还是会对近地小行星和潜在危险小行星进行监控。

虽然在《独行月球》中，中国是执行月盾计划的主力，但是在现实中，我们在小行星防御方面的研究起步较晚。

如何进行小行星防御？第一步，发现小行星。2013年，俄罗斯车里雅宾斯克州发生的天体坠落事件引起了世界的关注。2014年，在联合国和平利用外层空间委员会的框架下成立了国际小行星预警网。2022年末，“中国复眼”项目一期正式开机，它利用分布式雷达体制开展深空探测，拍摄出国内首张月球环形山地基雷达三维图像。“中国复眼”计划可观察上亿公里外的小行星和类地行星，拓展了人类深空观察的边界，满足了我国近地小行星防御、地月态势感知等科研需求。2023年2月，“中国复眼”二期——大规模分布孔径深空探测雷达项目在重庆市云阳县开工。该项目将建设25部30米孔径雷达，计划于2025年建成，建成后将成为世界上综合性能最强的深空探测雷达。

第二步，摧毁和撞击小行星。《独行月球》中采用的是摧毁小行星的方法，但在现实中，该方法实现难度和风险都较大，因为人类并没有摧毁小行星的先例。再看撞击小行星的方法。撞击小行星是通过改变其运行轨道，达到保护地球的目的。当前，中国、美国、欧洲都在研究这个方法。

第三步，应对小行星被摧毁后的碎片威胁。小行星被摧毁后会产生许多碎片，这些碎片一旦坠入地球就会对人类的生活和地球环境造成破坏。所以，研究防御小行星碎片也是一项重要工作。不过，在如何应对小行星碎片方面，人类还处于前期的探索中。

2021年11月24日，美国航天局“双小行星重定向测试（DART）”航天器从加利福尼亚州发射升空。这是美国航天局首次开展测试小行星轨道偏移技术的任务，旨在提高防御小行星撞击地球的能力。按计划，DART与火箭分离后将独自飞行近一年时间，于2022年9月撞向一个近地“双胞胎”小行星系统中较小的一颗小行星，以改变其轨道。在这个双小行星系统中，名为“迪莫弗斯”（Dimorphos，希腊语中意为“有两种形式”）的小行星直径较小，为160米，而它所环绕的小行星“迪迪莫斯”（Didymos，希腊语中“双胞胎”之意）的直径则相对较大，为780米。2022年9月末，DART探测器成功撞向了“迪莫弗斯”，改变了它的运行轨道。

中国的小行星防御计划。2022年，中国国家航天局表示，我国将建设完善的小行星监测预警系统，同时还将着手组建近地小行星防御系统，组织编制近地小行星防御发展规划，开发近地小天体防御仿真推演软件并组织开展基本流程推演，争取在“十四五”末期或者2025年、2026年实施一次对某一颗有威胁的小行星，既进行抵近观测，又实施就近撞击，改变它的运行轨道。

在《独行月球》中，主人公独孤月生活在月球基地，这个基地非常有科技感，里面的食物也非常丰富。虽然是科幻电影，但是人类已经实现了在空间站中进餐。现在，航天员在空间站食用的食物都是通过运载火箭运输上去的，这种运输成本不但高昂，运输数量也较小。所以，我们的科研工作者正在研究如何在地外（空间站、月球基地、火星基地）种植粮食或者蔬菜。