全景式巡天望远镜和快速反应系统（the Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System）的一台望远镜的圆顶与其内部的望远镜。（来源：Jeff Valenti）
PS望远镜系统的功能非常强大，虽然它所用的望远镜口径只有1.8米，属于中小型光学望远镜，但其相机的CCD（负责感光，并将影像转化为数字信号的元件）像素高达14亿，是当今世界像素最高的CCD，作为对比，我们所用的手机相机的像素一般是1000万左右。PS望远镜系统全部建成后，有4个望远镜。该系统每晚巡天面积可以达到6000平方度，夏威夷可以看到的天区是3万平方度（整个天区的面积是41253平方度），四五个晚上就可以扫完这些天区。
PS望远镜系统不仅可以观测太阳系内部暗淡的小行星，还可以观测其他天体物理现象，比如变星以及非常遥远（上百亿光年远）的超新星。但对于人类安危来说，这个系统最重要的功能当然依然是观测太阳系内的小天体。由于它无比灵敏的CCD，它可以发现其他所有望远镜无法发现的暗淡天体，并将那些可能危及地球的天体登记在册，不断监测。它可以监控未来几十年内可能靠近地球的危险小行星的运动，及时预警，让人类做好准备。
在2010年开始观测后不久，PS望远镜系统就于9月16日发现了一个可能威胁到地球的、直径几十米的小行星，研究人员将其命名为“2010 ST3”，它于10月份掠过地球附近，距离地球约644万公里，这个距离是地球半径（约6400公里）的1000倍。当时，其他所有望远镜都没有发现这个天体。因此，这次发现测验了PS对危险天体独一无二的监测能力。
2010年9月16日晚，PS1相隔15分钟拍摄的2010 ST3小行星的两张照片（来源：PS1团队）
早期的PS望远镜系统每年可能发现数万颗小行星，在4台望远镜全部安装启动后（完全版PS），每年可以发现的小行星将更多。
如果小行星扑面而来，我们该怎么办？
如果PS望远镜系统以及将来的其他类似系统监测的某些小行星恰好能够击中地球，那我们该怎么办？对于这类最危险的小行星，人类的首选方法只有两个：毁灭它们，或者改变它们的轨道，使它们无法击中地球。
监测系统只能监测小行星，无法毁灭小行星，也无法改变小行星的轨道，执行毁灭或者变轨任务的只能是其他相关机构，比如各大国军队与各国的航天局（如NASA、ESA以及中国的航天机构）合作，将核武器甚至在未来开发出的更强大的武器发射到太空，炸毁危险的小行星，或者通过轰炸或推动，使其改变轨道。这样的任务在不远的将来是可以完成的。
我们还要考虑更严重的问题：如果被监测到的最危险小行星太大或者太快而无法炸毁或者驱赶走，或者相应的任务出现偏差甚至失败（比如巨型炸弹没有击中小行星），那么我们该怎么办？此外，监测系统并不能确保将所有危险小行星都及时监测到，总有漏网之鱼在很接近地球时才被发现，像埋伏的敌人一样突然出现，人类来不及采取炸毁或者驱赶措施，那又该怎么办？
这个时候，就只能立即将可能被击中与波及的地区的所有人转移到其他地方。当然，具体情况还要具体分析。比如，如果小行星坠落在大洋正中央，那可能只是引发局部海域巨浪滔天，对陆地影响很小，基本上不用转移人群（除非特别特别大的小行星以特别大的速度撞击）。如果落在距离海岸线不远的海洋里，就可能引起海啸，淹没沿海城市乡镇，这种情况下，就必须提前撤离海边人群。如果落在陆地上，那就会引起冲击波、热浪、地震、大火、浓烟，这种情况下，就必须提前撤离当地以及附近的人员。当然，如果被撞击的地方以及附近是无人区，那自然不用撤离。
如果来不及撤离，那就只能躲进事先建设好的防空洞或者坑道系统。因此，“深挖洞、广积粮”这个策略其实还没有过时，也绝不仅仅是用来防止核武器与常规空袭的手段。
较大的小行星撞击到地球陆地，不仅会造成地面建筑被大规模破坏，产生可能的伤亡（因为总可能有来不及撤离的人），还会产生大量的烟尘，遮天蔽日，甚至造成气候变化。这种情况下，人类还必须启动人工除尘的行动，尽快消灭尘埃云。
总结
小行星撞击地球，并无规律可循，更不存在固定的周期。人类对于这类天降横祸，第一层保护网是用先进技术手段监测，第二层保护网是动用毁灭手段与驱赶方法，消除威胁。在最坏的情况下，还要做好小行星撞击地球的精确地点的测算与人群大规模转移工程，这是构建保护网的第三层系统。至于撞击后恢复环境与重建家园的行动，则属于善后。
所有这些问题，都应该引起各国政府的高度重视，开启监测系统还只是第一步。人类发展大量威力巨大的武器，绝不应该用以彼此屠杀，而应该用来保护当前人类的唯一家园——地球。
随着人类科技的不断发展，人类在监测、摧毁、驱赶危险小行星方面的能力也将稳步提高。应对极个别小行星撞击事件的能力也必然提高。将来太空技术发达之后，人类有可能在太空中进行“炸毁小行星”的军事演习。
科学家与工程师们有信心在不远的未来就有能力使人类免于小行星撞击之难。
后记：
以前总有朋友问我研究天文有什么用？一开始我会回答说：“没有实际用途，纯理论的研究，或者满足好奇心的观测研究。”这样的回答总会让朋友失望。后来我会这么回答：“天文学研究过程中开发出的各种技术，可以在未来用于监测那些撞向地球的小行星，然后下指令摧毁它们，避免人类被毁灭。所以看上去天文学没有什么用，但是用得上的时候对人类最有用。”于是提问者顿时对天文学家肃然起敬。
附录：
[1] Whitmire， D。 P。 & Jackson， A。 A。 Nature 308， 713 - 715 （1984）
[2] Alvarez， W。 & Muller， R。 A。 Nature 308， 713 - 715 （1984）
[3] Rapino， M。 R。 & Caldeira， K。 MNRAS 454， 3480–3484 （2015）
[4] Meier， M。 M。 M。 & Holm-Alwmark， S。 MNRAS 467， 2545–2551 （2017） |
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发表于 2017-5-28 09:45:32
