科幻或成现实：激光武器改变小行星飞行路线

 报道，科学家正在建造应对小行星撞击的终极武器——DE-STAR，即“靶向小行星及勘探的定向能量系统”(Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRation)。该系统将利用激光束拦截并改变小行星的飞行路线。

左图为DE-STAR系统进行多种任务的示意图，包括小行星转向、成分分析、长距离航天器供能和推进等。右图是激光束导致小行星气化的想象图。　　左图为DE-STAR系统进行多种任务的示意图，包括小行星转向、成分分析、长距离航天器供能和推进等。右图是激光束导致小行星气化的想象图。 　　新浪科技讯 北京时间3月4日消息，据英国《每日邮报》报道，科学家正在建造应对小行星撞击的终极武器——DE-STAR，即“靶向小行星及勘探的定向能量系统”(Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRation)。该系统将利用激光束拦截并改变小行星的飞行路线。   　　激光拦截小行星的概念已经提出了好多年，而近日一篇论文指出，这是阻止“近地天体”(NEOs)威胁地球的可行方案。加州大学圣塔芭芭拉分校的物理学家菲利普·鲁宾(Philip Lubin)和加州理工州立大学的加里·休斯(Gary Hughes)教授是这一理论的提出者。   　　另一个较小规模的系统“DE-STARLITE”也在开发之中。研究者希望该系统能与有潜在威胁的小行星“并肩”飞行，在一段相对较长的时间里使其飞行路线发生偏移。   　　研究者称，总体而言，这些技术目前已经可以实现，主要的挑战是如何建造一个足够规模、足够有效的DE-STAR系统。   　　在近期发表于《地球和行星天体物理学》(Earth and Plaary Astrophysics)期刊的论文中，作者之一、加州大学圣塔芭芭拉分校的Qicheng Zhang解释了激光如何使小行星移动，甚至使其气化的过程，从而避免地球受到撞击。他表示，轨道行星防御系统将有可能使小行星加热到气化的程度。   　　当小行星开始喷出物质的时候，反作用力将会使它们离开现有的轨道。据介绍，如果DE-STAR具有大约100米宽的激光阵列，那它就能使一颗320万公里之外、直径约100米的小行星偏离方向。，另一个系统DE-STARLITE如果运行15年，便可以使一颗直径约300米的小行星偏移大约1.3万公里的距离。   研究者用激光将玄武岩加热至白热状态。这一过程会改变物体的质量，并产生类似“火箭推进器”的效果，利用小行星本身作为推进动力。在太空中，这一过程产生的能量足以改变小行星的运行路线。　　研究者用激光将玄武岩加热至白热状态。这一过程会改变物体的质量，并产生类似“火箭推进器”的效果，利用小行星本身作为推进动力。在太空中，这一过程产生的能量足以改变小行星的运行路线。 另一个较小规模的系统“DE-STARLITE”也在开发之中。研究者希望该系统能与有潜在威胁的小行星“并肩”飞行，在一段相对较长的时间里使其飞行路线发生偏移。　　另一个较小规模的系统“DE-STARLITE”也在开发之中。研究者希望该系统能与有潜在威胁的小行星“并肩”飞行，在一段相对较长的时间里使其飞行路线发生偏移。 　　就在去年，研究者在实验室中模拟了该系统工作的效果——尽管是在较小的尺度上。他们利用玄武岩(已知的小行星成分类似)作为激光轰击的目标，使其加热至白热状态。这一过程会改变物体的质量，并产生类似“火箭推进器”的效果，利用小行星本身作为推进动力。在太空中，这一过程产生的能量足以改变小行星的运行路线。   　　“这里发生的过程称为升华或气化，能将固体或液体转化为气体，”研究者解释道，“这些气体形成了一缕云雾，也就是物质抛射，从而产生了反向的推动力，而这正是我们要测量的。”他们利用磁场使玄武岩旋转，然后使激光固定在转动的相反方向上，以减缓旋转速率。   　　视频结果显示，玄武岩样品的旋转慢了下来，停住之后改变了方向，又重新旋转起来。研究者表示，这一过程表明在太空中减缓小行星旋转并使其改变方向是可能的。   　　对此菲利普·鲁宾表示，对小行星旋转速度的操控提供了另一个重要的可能性我们或许将有能力对小行星进行探索、捕获和矿产开采。这些也正是美国航空航天局(NASA)的“小行星重定向任务”(Asteroid Redirect Mission)所制定的目标。   　　这项任务目前还处于理论研究阶段，其目标是探访一颗较大的近地小行星，在其表面采集岩石样品并送回地球。有可能的话，可以将这颗小行星重定向到一个稳定的、围绕月球的轨道上。   　　“所有的小行星都会旋转；问题在于绕着什么东西旋转，以及转动的速度有多快，”鲁宾解释道，“如果要在小行星上采矿，那它的旋转速度要足够慢，这样你才能捕获它。我们的实验生动地揭示出，(激光系统)是使小行星停止转动或重定向的有效方法。结果显示这项技术能非常好地运行。”   玄武岩的成分与已知的小行星类似。研究者利用磁场使玄武岩旋转，然后使激光固定在转动的相反方向上，以减缓旋转速率。　　玄武岩的成分与已知的小行星类似。研究者利用磁场使玄武岩旋转，然后使激光固定在转动的相反方向上，以减缓旋转速率。 玄武岩被放在一个扭力天平上，使其在受到激光轰击时保持稳定。玄武岩被放在一个扭力天平上，使其在受到激光轰击时保持稳定。 　　除此之外，研究人员还在探索光子的推进力，这是该团队最新项目“星系探索定向推进”(Directed Energy Propulsion for Interstellar exploratioN，DEEP-IN)的关键所在。DEEP-IN项目依赖于光子的推进力，即激光阵列所发出的光子能用于推动航天器飞行。   　　这意味着，未来的星际旅行中，小型宇宙飞船将有可能达到相对论性飞行——速度接近光速。研究团队还测试了一个光子回收利用装置，能通过激光的反射来回收光子。“我们在一定距离上设置了第二个反射镜，使光子能够在飞船的反射器上像乒乓球一样来回运动，”研究者Brashears说，“我们回收这些光子是为了达到推进力叠加的效果，使飞船能够飞行得更快。到目前为止，通过一个简单的工序，我们已经可以达到5倍的放大效果，通过改进提高倍数是可能的。”   　　这些研究具有非常广阔的前景，但要真正将其整合到航天器的飞行系统中，还涉及到许多非常复杂的问题，研究者还有很长的路要走。