近地小行星突破40000顆！可摧毀城市的尚有90%未知

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自古以來，當(dāng)人類仰望星空時，習(xí)慣于贊美群星的永恒與寧靜。然而在這浪漫的帷幕后，藏著一群沉默而危險的流浪者——近地小行星。它們是太陽系形成初期遺留下的“邊角料”，卻也是懸在地球頭頂?shù)倪_(dá)摩克利斯之劍，一旦撞擊地球，足以引發(fā)區(qū)域甚至全球性的災(zāi)難。

近地小行星對地球環(huán)境和人類文明構(gòu)成了潛在威脅（圖片來源：ESA）

127年前，當(dāng)?shù)谝活w近地小行星在天文底片上留下那道暗弱劃痕時，人類才意識到，自己對于這些潛在危險幾乎一無所知。截至2025年底，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了40540顆近地小行星。人類對地球空間安全環(huán)境的認(rèn)知取得了顯著進步，也為未來化解潛在撞擊風(fēng)險贏得了更充裕的預(yù)警時間與主動權(quán)。然而，這場守護地球家園的戰(zhàn)役遠(yuǎn)未結(jié)束，持續(xù)的警惕與不懈的探索仍然無比重要。

為什么要監(jiān)測近地小行星？

如果把太陽系的形成比喻成建造一座高樓大廈，太陽和八大行星是這座大廈的主體架構(gòu)，而小行星就是工地上殘余的建筑材料。絕大部分小行星都分布在火星和木星軌道之間的小行星帶，被稱為主帶小行星，它們對地球沒有任何威脅。

1857年，美國天文學(xué)家丹尼爾·柯克伍德在統(tǒng)計小行星軌道分布時發(fā)現(xiàn)，小行星在帶內(nèi)并非均勻分布。他注意到，在與木星周期成整數(shù)比的軌道處，出現(xiàn)了一條條“空走廊”——后人稱之為柯克伍德間隙。那么，這些缺失的小行星去哪里了呢？

1866年，柯克伍德給出了答案：木星的引力共振像一把無形彈弓，把恰好位于間隙處的小行星逐出小行星帶，其中一部分被甩向內(nèi)太陽系，成為近地小行星。

柯克伍德間隙（圖片來源：www.colinpower.com）

近地小行星是指軌道環(huán)繞太陽運行、近日點距離小于1.3天文單位（AU）的小行星。其中，1AU被定義為日地的平均距離，約等于1.5億公里。近地小行星與地球軌道的最近距離小于4500萬公里，可能近距離飛掠地球，極端情況下還會進入地球大氣層，對地球生物圈構(gòu)成威脅，甚至導(dǎo)致物種滅絕。

小行星撞擊地球并非危言聳聽，科學(xué)界普遍認(rèn)為，6600萬年前一顆等效直徑超過10公里的小行星撞擊地球，是導(dǎo)致恐龍滅絕的重要原因之一。2013年2月15日，一顆等效直徑18米的小行星在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克地區(qū)上空發(fā)生“空爆”，其釋放的能量相當(dāng)于30顆廣島原子彈。盡管發(fā)生在地廣人稀的俄羅斯，小行星仍造成約1500人受傷、3000棟房屋受損的嚴(yán)重后果，整體損失超過2億元人民幣。

車?yán)镅刨e斯克小行星撞擊事件（圖片來源：Sky at Night Magazine）

開展近地小行星防御，是延續(xù)人類文明、保衛(wèi)人民生命財產(chǎn)的必然需求，其潛在威脅日益受到國際社會的高度重視。2024年12月，聯(lián)合國大會正式通過決議，宣布2029年為“國際小行星認(rèn)知和行星防御年”（International Year of Asteroid Awareness and Planetary Defense）。該決議旨在提升公眾對小行星及行星防御重要性的認(rèn)識，并推動國際合作，共同應(yīng)對近地天體可能對地球構(gòu)成的威脅。

我國同樣將近地小行星防御納入航天發(fā)展戰(zhàn)略。《2021中國的航天》白皮書明確指出，“論證建設(shè)近地小天體防御系統(tǒng)，提升監(jiān)測、編目、預(yù)警和應(yīng)對處置能力”。

近地小行星防御包括監(jiān)測預(yù)警、在軌處置、災(zāi)害救援、國際合作等核心環(huán)節(jié)。監(jiān)測預(yù)警是整個防御體系的前置性基礎(chǔ)，其核心目標(biāo)是提前發(fā)現(xiàn)可能撞擊地球的近地小行星，并對潛在撞擊風(fēng)險進行及時、精準(zhǔn)的預(yù)警。作為應(yīng)對近地小行星的第一道防線，監(jiān)測預(yù)警的重要性不言而喻——唯有通過早期發(fā)現(xiàn)與持續(xù)跟蹤，才能在應(yīng)對近地小行星撞擊事件的全流程中掌握戰(zhàn)略主動。

近地小行星的發(fā)現(xiàn)歷程

1898年8月13日，德國天文學(xué)家卡爾?古斯塔夫?維特在長時間曝光攝影時意外發(fā)現(xiàn)了一條快速移動的暗弱軌跡，這就是人類發(fā)現(xiàn)的第一顆近地小行星——愛神星。

愛神星影像。愛神星同時是歷史上首個實現(xiàn)人類探測器環(huán)繞并成功著陸的小行星。（圖片來源：NASA）

在早期階段，小行星觀測主要依賴膠片攝影，近地小行星發(fā)現(xiàn)效率較低。直到1990年1月1日，人類僅發(fā)現(xiàn)了134顆近地小行星。上世紀(jì)90年代中后期，CCD探測技術(shù)的引入，顯著提升了近地小行星發(fā)現(xiàn)效率。尤其是2005年以后，隨著卡特琳娜巡天系統(tǒng)、泛星計劃等設(shè)備相繼投入運行，近地小行星的發(fā)現(xiàn)進入快速增長階段。

近地小行星發(fā)現(xiàn)進程（圖片來源：JPL）

2007年11月，近地小行星發(fā)現(xiàn)數(shù)量突破了5000顆，此時距離第一顆近地小行星的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)過了109年。

2013年8月，近地小行星發(fā)現(xiàn)數(shù)量突破了10000顆，距離第5000顆近地小行星的發(fā)現(xiàn)僅5.75年；

2019年3月，近地小行星發(fā)現(xiàn)數(shù)量突破了20000顆，距離第10000顆近地小行星的發(fā)現(xiàn)僅5.5年；

2022年9月，近地小行星發(fā)現(xiàn)數(shù)量突破了30000顆，距離第20000顆近地小行星的發(fā)現(xiàn)僅3.5年；

2025年11月，近地小行星發(fā)現(xiàn)數(shù)量突破了40000顆，距離第30000顆近地小行星的發(fā)現(xiàn)僅3.17年。

表 近地小行星發(fā)現(xiàn)進程

2025年，人類總共發(fā)現(xiàn)了3192顆近地小行星，累積發(fā)現(xiàn)數(shù)量達(dá)到40540顆。其中，可引發(fā)全球級災(zāi)難的、等效直徑1000米及以上的近地小行星發(fā)現(xiàn)2顆，總計已發(fā)現(xiàn)877顆，編目完成率約95%。盡管整體掌握程度較高，但仍然有“漏網(wǎng)之魚”，我們不能掉以輕心。

1000米及以上近地小行星發(fā)現(xiàn)進展（圖片來源：JPL）

可引發(fā)中小型國家級災(zāi)難的、等效直徑140米及以上的近地小行星，理論數(shù)量大約2.5萬顆，目前僅發(fā)現(xiàn)11528顆，仍有超過一半沒有被發(fā)現(xiàn)。2025年發(fā)現(xiàn)了該尺寸近地小行星342顆，發(fā)現(xiàn)數(shù)量在逐年降低，說明發(fā)現(xiàn)難度越來越高。

140米及以上近地小行星發(fā)現(xiàn)進展（圖片來源：JPL）

而對于更小尺寸的近地小行星，其已發(fā)現(xiàn)數(shù)量在理論預(yù)估總數(shù)中的占比更低。可引發(fā)大型城市級災(zāi)難的、等效直徑50米及以上的近地小行星，理論數(shù)量超過20萬顆，還有超過90%尚未被發(fā)現(xiàn)；可引發(fā)城鎮(zhèn)級災(zāi)難的、等效直徑20米及以上的近地小行星，理論數(shù)量超過500萬顆，還有超過99%尚未被發(fā)現(xiàn)。

因此，我們的當(dāng)務(wù)之急是建設(shè)更多的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，開展近地小行星的系統(tǒng)性“查戶口”，在它們撞擊地球前提前發(fā)現(xiàn)，并預(yù)警其撞擊風(fēng)險和危害效應(yīng)。

在地球附近游走的四類“鄰居”

根據(jù)近地小行星軌道與地球軌道的關(guān)系，可以將近地小行星分為四種軌道類型。

阿莫爾型（Amors）：運行在地球軌道外側(cè)，軌道半長軸大于1AU，近日點距離大于1.017 AU的近地小行星，也被稱為地外型近地小行星。它們的軌道與地球軌道不相交，不存在撞擊地球的可能性。

阿波羅型（Apollos）：軌道半長軸大于1AU，并且近日點距離小于1.017AU的近地小行星，也被稱為外叉型近地小行星。它們絕大部分時間運行于地球軌道外側(cè)，但在近日點附近會穿越地球軌道，因此存在撞擊地球的可能性。

阿登型（Atens）：軌道半長軸小于1AU，遠(yuǎn)日點距離大于0.983AU的近地小行星，也被稱為內(nèi)叉型近地小行星。它們絕大部分時間運行于地球軌道內(nèi)側(cè)，但在遠(yuǎn)日點附近會穿越地球軌道，存在撞擊地球的可能性。

阿提拉型（Atiras）：運行在地球軌道內(nèi)側(cè)，軌道半長軸小于1AU，遠(yuǎn)日點距離小于0.983AU的近地小行星，也被稱為地內(nèi)型地小行星。它們的軌道與地球軌道不相交，不存在撞擊地球的可能性。

截至2025年12月31日，四種類型的近地小行星發(fā)現(xiàn)數(shù)量如下：

可以看到，在所有已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的近地小行星中，存在可能撞擊地球風(fēng)險的阿波羅型和阿登型的占比超過了60%。這兩類近地小行星，是人類重點監(jiān)測的對象。

是誰在守望地球？

近地小行星本身并不發(fā)光，只能通過探測它們反射的微弱太陽光來進行觀測。因此，當(dāng)前發(fā)現(xiàn)近地小行星主要依賴光學(xué)巡天望遠(yuǎn)鏡。

2025年，全球共有38臺光學(xué)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了3192顆近地小行星，其中大多數(shù)發(fā)現(xiàn)來自美國的巡天望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。

2025年主要的近地小行星巡天系統(tǒng)及發(fā)現(xiàn)進展

泛星計劃巡天系統(tǒng)（Pan-STARRS）：2025年發(fā)現(xiàn)近地小行星1280顆。該系統(tǒng)由兩臺口徑1.8米的大視場光學(xué)巡天望遠(yuǎn)鏡組成，位于美國夏威夷。

卡特琳娜巡天系統(tǒng)（Catalina）：2025年發(fā)現(xiàn)近地小行星881顆。該系統(tǒng)由1臺1.5米口徑、1臺0.7米口徑的大視場光學(xué)巡天望遠(yuǎn)鏡和1臺1.0米精測跟蹤望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成，位于美國亞利桑那州。

小行星撞擊末端告警系統(tǒng)（ATLAS）：2025年發(fā)現(xiàn)近地小行星163顆。該系統(tǒng)包括4臺0.5米口徑的超大視場巡天望遠(yuǎn)鏡，分別部署在美國夏威夷、智利和南非。

以上三個巡天系統(tǒng)在2025年共發(fā)現(xiàn)了2324顆近地小行星，占據(jù)該年全球發(fā)現(xiàn)總量的72.8%。此外，其他部署在美國的巡天系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了553顆近地小行星，其中2.3米口徑的Kitt Peak-Bok巡天系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了350顆近地小行星。美國在2025年總計發(fā)現(xiàn)近地小行星2877顆，占全球發(fā)現(xiàn)總量的90.2%。由此可以看出，美國在近地小行星發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域處于絕對領(lǐng)先地位。

在近地小行星發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，中國科研團隊克服專用設(shè)備單一、口徑小等劣勢，取得了一定進展。2025年，紫金山天文臺盱眙站1.0米口徑的近地天體巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了6顆近地小行星，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)與紫金山天文臺共建的2.5米墨子巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了18顆近地小行星。

紫金山天文臺-近地天體望遠(yuǎn)鏡（圖片來源：中科院南京天文儀器有限公司）

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡（圖片來源：WFST）

值得一提的是，中國天文愛好者在近地小行星監(jiān)測中展現(xiàn)出高度的活躍性和專業(yè)能力。2025年，星明天文臺利用部署在新疆阿勒泰的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了31顆近地小行星；甲馬兒燈天文臺利用部署在西藏的觀測設(shè)備發(fā)現(xiàn)了6顆近地小行星。這些結(jié)果充分表明，中國民間的天文力量在近地小行星監(jiān)測方面具備不可忽視的能力與潛力。

看不見的危險

當(dāng)前，盡管近地小行星的監(jiān)測手段快速發(fā)展，但仍存在一些不足：

存在監(jiān)測盲區(qū)：目前近地小行星發(fā)現(xiàn)依賴地基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，易受到晝夜、季節(jié)、氣象等因素干擾，僅能在晴朗的夜空工作，有效觀測時間有限。如果近地小行星來自太陽一側(cè)方向，地基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可能無法及時發(fā)現(xiàn)。如2013年俄羅斯車?yán)镅刨e斯克小行星撞擊事件中，肇事小行星就是從太陽一側(cè)方向襲擊地球，從而躲過了全球光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的監(jiān)測，導(dǎo)致監(jiān)測系統(tǒng)在撞擊前沒有發(fā)出任何預(yù)警。要解決地基光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測盲區(qū)，就需要把望遠(yuǎn)鏡發(fā)射到太空之中，利用太空沒有大氣、晝夜等優(yōu)勢，實現(xiàn)廣域天區(qū)不間斷監(jiān)測。

地理分布不均衡：目前用于近地小行星巡天的地基監(jiān)測望遠(yuǎn)鏡主要分布在西半球，尤其是美國境內(nèi)以及南美智利等區(qū)域，而東半球?qū)Ｓ糜诮匦⌒行茄蔡斓墓鈱W(xué)望遠(yuǎn)鏡數(shù)量少、口徑小。2025年，美國光學(xué)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了超過90%的近地小行星，而中國光學(xué)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)比例僅約1.9%。要實現(xiàn)近地小行星撞擊風(fēng)險的全面監(jiān)測和精準(zhǔn)預(yù)警，需要全球協(xié)作，因此迫切需要在東半球建設(shè)專用的大口徑光學(xué)巡天望遠(yuǎn)鏡。

結(jié)語

站在2025年的終點回望，人類用127年的時間把近地小行星的“戶籍簿”從1頁寫到了4萬余頁。我們已能自信地說，千米級的“文明殺手”已經(jīng)近乎盡收眼底。但也必須坦率地承認(rèn)，仍有上萬顆140米級的“國家殺手”、二十余萬顆50米級的“城市重錘”、數(shù)百萬顆 20 米級的“城鎮(zhèn)炸彈”在暗處潛伏。

面向未來，我們不能等待，必須盡快織就一張?zhí)斓匾惑w、布局均衡、晝夜無盲的“天羅地網(wǎng)”，在小行星撞擊地球前鎖定它們的蹤跡，讓地球的安危始終掌握在人類手中。這不僅是對當(dāng)下人類生命財產(chǎn)安全的守護，更是對人類文明永續(xù)發(fā)展的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

作者：李明濤