国外近地小行星在轨处置任务分析与设计软件研究进展

宋光明,武强,陈川,龚自正,张品亮,曹燕,杨武霖

(北京卫星环境工程研究所,北京 100094)

1 引言

小行星是指围绕太阳运行,尺寸在1m～800km内 (体积和质量比行星和矮行星小),且不易释放出气体和尘埃的天体[1]。近地小行星 (NEA)是指轨道能够进入地球附近的小行星。由小行星的轨道根数,定义近日点距离q小于1.3 AU(1AU=1.496×108km)的小行星为近地小行星。

根据来自加州理工大学喷气推进实验室(JPL)近地物体研究中心的数据显示[2],截至2021年7月25日,共发现编目近地小行星26243个,其中尺寸在140m以上的近地小行星9732个,尺寸在1km以上的近地小行星889个。如图1所示。

图1 已发现编目近地小行星数量(数据来源:JPL,2021.7.25)[2]Fig.1 Catalogued near Earth asteroids

近地小行星存在与地球相撞的风险,相对撞击速度可达15～75km/s[1]。如此高的相对撞击速度可对地面造成灾难性后果,空爆或直接撞击地表产生的冲击波和热辐射会对地面人员、建筑物等设施造成损伤,大尺寸近地小行星还可能引起地震或者海啸等地质灾害,进而引发一系列的次生灾害,形成大范围的灾难,甚至引发全球范围的生物灭绝[3]。

历史上已经多次发生近地小行星撞击地球事件[4-6],由此引发的灾难性后果已经引起国际社会的广泛关注。美国和欧洲等航天研究机构纷纷就如何应对近地小行星撞击地球开展了深入研究,在监测预警[7,8]、在轨处置[9,10]、灾害评估与应对[11-13]等方面开展了大量的工作。其中,在轨处置是指通过航天器在轨作用,将近地小行星偏转出撞击地球轨道或者摧毁破坏其结构,从而消除对地球的威胁。……