【觀後感】CNSA 的小行星防禦計畫

本文原發布於太空知識及太空趨勢網 (to Infinity and Beyond),很可惜似乎大家不是很在乎。



粗略搜了一下,這裡應該還沒討論過這個議題,且讓小弟拋磚引玉一下。

CNSA 4/24 公布將著手組建近地小行星防禦系統,應對近地小行星撞擊威脅 [1, 2, 3]。這件事 FB 上我沒看到很多人討論,但在知乎和 B 站上真是 hi 翻了。不過如果仔細看,很多人似乎都把這件事跟 Starlink 綁在一起,而且認為反衛星和反小行星是同一回事 [4]。

但我想這其中有很大的誤會。以下我會從不專業的角度提一些想法,歡迎各位先進指正。

我的核心觀點是:確實,無論是反衛星還是行星防禦,我們都需要物理上類似的手段進行「追蹤」與「接觸」目標,但兩者的時間與空間尺度相差非常的多。

先說「追蹤」,無論是衛星或小行星,主要追蹤方法都是光學觀測與雷達。但是衛星在天空中的移動的時間尺度是數分鐘到數小時,小行星則是數天、數月到數年;近地小行星的在光學波段的亮度跟 Starlink 相差甚遠 [5, 6];空間尺度上的巨大差異應該不用特別說明了(?)。這使得監控衛星的單位使用的部分硬體設備雖然可以共用 [7],但根據目標不同,使用方式應當是十分不同的。

再談「接觸」。反衛星的方式有很多 [8],比如相對間接的雷射、電子干擾,以及相對直接的撞擊式硬殺,其空間尺度約數百公里,時間尺度約數分鐘。但在可預見的未來,防止小行星撞擊的最佳方式都是在可能的撞擊之前數年甚至數十年,在幾億公里外想辦法精準的微調小行星的軌道。時間與空間尺度上的巨大差異,連帶使得兩者的硬體設備差距巨大。

舉兩個例子具體比較一下反衛星與行星防禦:
2008 年美軍擊毀 USA-193 的 ASAT 測試用的是經過修改的 SM-3 Block IA 飛彈 [9, 10],全彈最大直徑(MK-72)僅 53.3 cm,長僅 6.55 m。
而測試行星防禦的 DART 發射時用的獵鷹九號直徑 3.7 m,高 70 m。
雖然說 DART 用 Falcon 9 發射有些 Overkill,但相信可以讓大家直觀地體會到兩者的差別。

所以從以上簡略的論述可以看出,無論是追蹤還是接觸,反衛星和反小行星的時間與空間尺度都非常不同,連帶造成需要的硬體設備與技術雖有部分重複,但整體來說還是相差甚遠。擁有成熟的行星防禦(反小行星)能力,跟擁有成熟的反衛星能力是兩回事,大可不必粗暴的直接把 CNSA 這個計畫跟反 Starlink 或太空戰連結在一起。

從幾家大媒體給的文章和訪談來看,個人覺得 CNSA 目前的幾個主要方向其實就是打造中國版的 LINEAR/CSS/Pan-STARRS/哨兵和中國版的 DART [11, 12, 13, 14],當前的行星防禦其實就是這麼回事,沒啥特別值得驚訝的科幻元素。但也可以看到很多人對行星防禦的議題其實所知無幾,所以想整理一下個人認為重要的幾個概念跟大家分享一下。如有錯誤歡迎指正或補充~

[1] https://www.cna.com.tw/news/acn/202204240135.aspx
[2] https://china.huanqiu.com/article/47jlv7E3pVp
[3] https://www.bilibili.com/video/BV1kL4y1V7Jj
[4] https://www.zhihu.com/question/456436648
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_magnitude#Solar_System_bodies_(H)
[6] https://echo.jpl.nasa.gov/lance/radar_detected_neas_summary/nea.radar.aei.html
[7] https://en.wikipedia.org/wiki/United_States_Space_Surveillance_Network
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Anti-satellite_weapon
[9] http://www.mdc.idv.tw/mdc/navy/usanavy/E-antiair-SM2.htm
[10] https://en.wikipedia.org/wiki/RIM-161_Standard_Missile_3
[11] https://pansci.asia/archives/338993
[12] https://pansci.asia/archives/330324
[13] https://www.scimonth.com.tw/archives/2350
[14] https://www.scimonth.com.tw/archives/5486

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