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太空塵埃的觀星之夜
這是小行星,還是宇宙飛船?

[비즈한국]  8月20日,位於美國亞利桑那州的洛厄爾天文臺捕獲了一個可疑物體。那是一個劃過夜空移動的小光點。隨後,又有兩座天文臺觀測到了相同的光點。該物體被報告為一顆新發現的小行星。經過軌道分析,該天體似乎被地球和月球的引力暫時捕獲,在地球周圍徘徊。它被認為是“迷你月球”(Minimoon)的候選者,並被賦予了臨時編號Sar2901。 

然而,最近出現了一項令人震驚的分析:Sar2901可能並非自然天體。它或許根本不是普通的小行星,而是一個“人造物體”。 

這一論點源於對Sar2901軌道的反向推演。如果沿著反推軌道追溯,它在1970年4月中旬曾極度接近地球。這一時期正好與人類歷史上最著名的太空事故——阿波羅13號任務的時間完全吻合。

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阿波羅13號於1970年4月11日發射。3天后的4月14日,在飛往月球途中,阿波羅13號服務艙的氧氣罐發生了爆炸。在那一瞬間,飛船的外壁大面積脫落。飛船內的氧氣迅速耗盡,最終宇航員撤離到了登月艙“寶瓶座”(Aquarius)中。在經歷了重重險阻後,吉姆·洛威爾等三名宇航員最終平安返回地球。

一些天文學家推測,Sar2901的真實身份可能是當年事故發生瞬間從飛船上彈射出去的鋁製外殼或隔熱板。它可能在擺脫地球引力後在太空中漂浮了許久,直到最近再次靠近地球時才被發現。另一方面,也有觀點認為,它可能不是事故碎片,而是阿波羅13號在發射過程中正常分離的飛船保護罩碎片。 

這是一個非常有趣的假設,但目前的證據嚴重不足。Sar2901在被發現後不久便再次遠離地球並變暗,現在即便使用望遠鏡也已無法觀測。在它消失在視野中之前,僅被觀測到八次。僅憑這些資料,要毫無誤差地計算出56年前的軌道是非常困難的。

如果它確實是飛船碎片,除了地球和月球的引力外,還會受到太陽光輻射壓力的顯著影響。輻射壓力幾乎無法預測,因為其效果取決於太陽光照射在面板上的角度和距離。因此,許多天文學家對將Sar2901與阿波羅13號事故聯絡起來仍持謹慎態度。Sar2901預計將於11月中旬再次靠近地球。屆時,如果能進行更精確的軌道分析,或許能更明確地揭開它的真面目。

然而,將很久以前發射的飛船碎片誤認為小行星真的可能嗎?雖然聽起來很尷尬,但令人驚訝的是,這種事確實發生過,而且不止一次。

Sar2901是天體,還是阿波羅13號的碎片?圖片=KerbalSpace

曾經被懷疑是地球周邊“迷你月球”的J002E3就是一個典型案例。2002年首次發現時,人們認為它是一顆繞太陽執行週期約1年,每40年會在地球周圍徘徊幾個月後再離開的小行星。但當它靠近地球時,觀測到的光譜顯示出異常:作為小行星,它太亮了。與其說是灰暗的岩石,它看起來更像閃光的金屬碎片。此外,光譜中還檢測到了火箭表面使用的白色油漆成分。J002E3的真實身份,是早已發射的阿波羅12號的三級火箭箭體。

1969年11月14日發射的阿波羅12號曾遭遇過一個小問題。美國國家航空航天局(NASA)原本打算在分離載有宇航員的指令艙後,將三級火箭推離月球,以免對後續的登月任務造成干擾。然而,在點燃三級火箭時,發動機燃燒時間過長,導致即使耗盡燃料也無法完全擺脫地球引力。最終,火箭沒能進入繞太陽執行的軌道,而是在掠過月球后,被困在了一個繞地執行的不穩定長橢圓軌道中。

此後,在發射2年後的1971年,由於經過了地球、月球與太陽引力微妙抵消的區域,它才終於脫離地球軌道,進入繞太陽執行的軌道。但它並沒有完全遠離地球,而是進入了一個與地球公轉軌道幾乎相似、但略微靠內的軌道,開始在地球周圍徘徊。後來被人類發現並誤認為是小行星,甚至被編上了號。

2020年,人們發現了一顆正靠近地球的小行星,命名為2020 SO。但它在飛行過程中表現出受太陽光壓影響而軌道偏移的跡象,這對於小行星來說是不尋常的。後來證實,它是1966年發射美國月球探測器“勘測者2號”(Surveyor 2)的阿特拉斯火箭上面級。2015年10月,又出現了一顆身份不明的小行星,其密度極低,看起來內部是空的。天文學家推測這是阿波羅時代火箭所使用的空燃料箱。2015年11月13日,它進入斯里蘭卡南部的印度洋上空並焚燬殆盡。這是一起人類很久以前發射的火箭殘骸在宇宙漂流後,化作“人造小行星”墜入地球大氣層的事件。

人類製造的人造物體在地球和月球周圍漂流的情況正變得越來越普遍。最近的一次是在8月5日,SpaceX獵鷹9號火箭的上面級撞擊了月球表面。它在2025年搭載商用登月艙離開地球后,燃料耗盡的火箭上面級在太空中漂流了近一年,最終墜毀在月球上。約4噸重的火箭殘骸以每小時8000公里的速度撞擊了月球背面愛因斯坦隕石坑附近,在月球表面留下了一個直徑18米的“人造隕石坑”。

8月5日,SpaceX獵鷹9號火箭上面級撞擊月球表面,造成了直徑18米的人造隕石坑。圖片=維基共享資源

一個有趣的現象是,原本預計撞擊後會留下直徑30米的隕石坑,但實際只有一半大。這是因為與堅硬的小行星不同,空心的火箭殘骸在撞擊瞬間會像廢鐵一樣變形,吸收了大部分衝擊能量。此外,火箭殘骸並非垂直猛烈撞擊,而是斜向撞擊,這也進一步削減了能量。

任務結束後,空火箭撞擊月球並不僅僅是簡單的“碰撞遊戲”,它還可以作為探測月球內部的科學工具。實際上,在阿波羅任務期間,從13號開始,NASA就有意讓用完的土星五號三級推進器撞擊月球。從13號到17號,總共進行了五次。透過人為製造撞擊引發月震,利用安裝在月球表面的地震儀探測震動,從而獲取月球核心和地幔大小等相關資料。如果是小行星偶然撞擊,人類無法預知時間和地點,而人為墜毀火箭引發的“人工地震”可以精確知曉位置、時間和震級,有助於更精密地掌握月球內部結構。

在阿波羅12號任務中,也曾有意讓登月艙的上升級撞擊月球。當時月表探測到了持續數小時不曾停止的震動。由於“月球像鍾一樣響個不停”的軼事廣為流傳,甚至衍生出“月球內部空心”或“月球是像死星(Death Star)一樣的外星人造物”等陰謀論。事實上,這僅僅是因為月球不同於地球,幾乎沒有水分,是乾燥堅硬的岩石結構,一旦受到衝擊,能量無法衰減,從而長時間震盪。

像這樣,人造物體撞擊月球雖然能為研究月表及內部結構提供重要線索,但如果過於頻繁,反而會成為另一個問題,因為它可能對即將建設的月球基地構成新的威脅。

月球不像地球那樣擁有能燒燬墜落碎片的大氣層護盾。所有登月任務最終都會將用盡的空火箭遺棄在太空中。這些垃圾該如何處理呢?可以選擇合適的隕石坑將其指定為“太空垃圾填埋場”,全部丟棄在那裡;或者在最後階段精確噴射剩餘燃料,使其徹底擺脫地球和月球的引力遠離而去,這也是好方法。但這需要投入更多的燃料和資金來將垃圾扔得更遠。或者,也可以不負責任地將其遺棄在地球和月球周圍的太空中,聽天由命。

人類現在不僅開始向地球,也開始向月球傾倒垃圾。不久的將來,月球表面可能到處都是人類留下的“人造隕石坑”,甚至會逐漸覆蓋原有的天然隕石坑。即便有一天人類滅亡消失,如果未來還有文明再次造訪地球和月球,或許能透過這些在太空漂流的金屬碎片,回憶起我們的存在。我們今天留下的這些太空碎片,正是為未來的太空考古學家們準備的“石斧”。

參考資料

https://www.minorplanetcenter.net/mpec/K26/K26R09.html

作者池雄培(Ji Ung-bae)是誰?他熱愛貓與宇宙。童年時看過《銀河鐵道999》後,便萌生了要讓大眾瞭解宇宙之美的夢想。目前擔任世宗大學自由專業學部助理教授,積極從事講座、寫作等科普傳播活動。著有《關於天文學家的無用之處》、《我們都是天文學家》、《仰望宇宙時想到的奇怪問題》等書,並翻譯了《我為何殺死了冥王星》、《量子生活》、《UFO》等作品。

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。
지웅배 천문학자
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