“摘星”去：中國科學(xué)家設(shè)想“抓”小天體回地球

中國科學(xué)家提出一項(xiàng)大膽“摘星”計(jì)劃：將與地球擦肩而過甚至對地球產(chǎn)生威脅的近地小天體“抓”回地球，并對其上的資源開發(fā)利用。

李明濤在介紹“摘星”計(jì)劃（新華社記者喻菲 攝）

“盡管聽起來像科幻，但我堅(jiān)信這是可以實(shí)現(xiàn)的。”提出這一設(shè)想的中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心系統(tǒng)仿真與論證技術(shù)研究室研究員李明濤說。

他帶著這個想法參加了最近在深圳舉行的“率先杯”未來技術(shù)創(chuàng)新大賽，并入圍決賽。這項(xiàng)比賽鼓勵青年科研人員腦洞大開，暢想具有顛覆性的未來技術(shù)，從而提升自主創(chuàng)新能力。

李明濤團(tuán)隊(duì)設(shè)想給近地小天體裝上發(fā)動機(jī)，插上“飛翔的翅膀”，使其安全進(jìn)入地球軌道上空；給小天體穿上“拉風(fēng)”的防熱減速外套，使其安全著陸無人區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)“摘星”計(jì)劃。

李明濤團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)為小天體裝上防熱減速套（受訪者提供）

中國空間技術(shù)研究院北京空間機(jī)電研究所總工程師黃偉評價說，這個創(chuàng)意很好，技術(shù)上具有牽引和帶動作用。

李明濤說，“摘星”計(jì)劃必須突破幾大關(guān)鍵技術(shù)：首先是如何發(fā)現(xiàn)合適目標(biāo)。越小的天體越難發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)它們飛到地球附近，地面上的望遠(yuǎn)鏡才能發(fā)現(xiàn)。李明濤與中國航天科技集團(tuán)錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室正在開展合作，設(shè)想發(fā)射數(shù)顆衛(wèi)星到類金星軌道組成一個星座，用于小天體搜索和光譜測量，希望發(fā)現(xiàn)90%的10米級小天體，從中選取最合適目標(biāo)。

其次是任務(wù)規(guī)劃和操控平臺設(shè)計(jì)，怎樣設(shè)計(jì)軌道，如何往返，怎樣捕獲小天體，并精確控制它的軌跡等等，都需要詳細(xì)規(guī)劃。

李明濤認(rèn)為最難的是小天體進(jìn)入大氣層后的防護(hù)和控制，如何設(shè)計(jì)防熱減速裝置，并讓它的速度從12.5公里/秒降到140米/秒，最后安全著陸在指定的無人區(qū)。

他的團(tuán)隊(duì)設(shè)想用充氣防熱減速套，實(shí)現(xiàn)防熱、減速、承載等功能。這個套子在發(fā)射時可收攏到直徑5米，到太空后充氣展開可達(dá)20米。在其幫助下，小天體無須降落傘和火箭反推制動即可著陸地面。

目前，李明濤團(tuán)隊(duì)已經(jīng)初步瞄準(zhǔn)了一個目標(biāo)——2014 HB177。這是一顆距地球一兩億公里遠(yuǎn)、直徑約6.4米、幾百噸重的小行星。目前科學(xué)家還不清楚它的主要成分，需通過觀測和光譜分析才能確定。據(jù)李明濤測算，大約在2029年發(fā)射捕捉器捕捉它，2034年可帶回地球。

李明濤團(tuán)隊(duì)設(shè)想用這樣的飛行器捕捉小行星（受訪者提供）

具有潛在威脅的近地天體可能會引發(fā)嚴(yán)重災(zāi)難。2013年2月15日，俄羅斯車?yán)镅刨e斯克隕石事件，致使1500人受傷，近3000座建筑受損。

另一方面，許多小天體蘊(yùn)含豐富資源，具有重要科學(xué)和經(jīng)濟(jì)價值。小天體是太陽系形成早期遺留的原始物質(zhì)，在它們冷漠外表下，隱藏著太陽系形成早期的秘密。

目前，美國和日本的探測器在小行星上著陸過。日本的隼鳥一號探測器曾在絲川小行星上著陸并采樣返回。而歐洲對彗星開展過探測。

中國也正積極籌劃去探測游蕩在太空里的小行星。

李明濤說：“我們的設(shè)想顛覆了現(xiàn)有小天體取樣返回方式，突破了公斤級的取樣返回方案的限制，一次性可拖回百噸級小天體，促進(jìn)成規(guī)模的太空采礦和資源開發(fā)利用，能將對地球形成威脅的小天體轉(zhuǎn)化為可利用的空間資源。”

憶及初心，36歲的李明濤說，童年時在小鄉(xiāng)村常對著滿天繁星和銀河發(fā)呆，偶爾流星劃過天際，心里有無數(shù)的問號。少年時流連在書堆里，癡迷于宇宙無窮的奧秘。大學(xué)他選擇了飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)，工作后成了一名航天人，參與了中國空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，并為中國目前飛的最遠(yuǎn)的航天器——嫦娥二號飛向日地系統(tǒng)第二拉格朗日點(diǎn)設(shè)計(jì)了軌道。

李明濤團(tuán)隊(duì)設(shè)想捕捉小天體的概念圖（受訪者提供）

“我們的分析表明，小天體操控原理是可行的，其經(jīng)濟(jì)社會效益顯著。”李明濤說，“小行星搜索、防御不是某個國家的事情，而是全人類的事情，是構(gòu)建外太空人類命運(yùn)共同體的一部分。”