小行星2023 NT1于2023年7月13日从距地球仅约四分之一月球距离处掠过，而天文学家直到飞掠两天后才观测到它。这次近距离遭遇成为一项建模研究的基础，该研究测试行星防御在如此短的预警时间内究竟能做什么。模拟结果发表在《天体物理学期刊》（2025年），并于2026年7月在arXiv上更新，表明像2023 NT1这样的威胁可以在撞击前一天或更短的时间内通过拦截被解体，使预期的地面损害降到最低甚至为零。
这项研究由加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的Brin Bailey、Alexander N. Cohen和Philip Lubin带领的团队完成，合作者来自桑迪亚、洛斯阿拉莫斯和NASA艾姆斯研究中心。研究将名为“粉碎它”（Pulverize It，简称PI）的行星防御概念应用于2023 NT1的具体案例，该概念是NASA创新先进概念（NIAC）第二阶段研究。这颗小行星本身并不构成威胁：2023年9月16日，喷气推进实验室的Sentry系统在补充观测排除了未来碰撞可能性后，将其从撞击风险页面移除。论文模拟的是一个假设情景，即小行星在7月13日撞击地球，而非擦肩而过。
如果它真的撞上地球，后果将取决于其大小，而这一点仍不确定。观测将其直径限制在26至58米之间，根据近地天体大小频率分布，最可能的估计值为34米。假设天体为直径34米的球体，均匀密度为2.6克/立方厘米，撞击速度为15.59公里/秒，作者估计碰撞将释放约1.5兆吨能量，约为2013年车里雅宾斯克空中爆炸能量的三倍。那次事件由一颗18米的小行星引发，造成超过1600人受伤，超过7000座建筑受损。
预警时间短正是问题所在。大多数行星防御工作针对的是在潜在撞击前数年或数十年就被发现的小行星，这为NASA的DART等偏转任务留出了时间。但更小的小行星作为最常见的威胁，追踪情况却很差：作者引用截至2024年9月的估计，直径大于1公里的近地小行星约有94%已被发现，而直径大于140米的仅有约44%。小于这一尺寸的天体数量估计接近三十亿，大多不为人知。2023 NT1正体现了这一缺口：它于2023年7月15日由南非的ATLAS-Sutherland望远镜发现，而最近接近发生在两天前的约10:13 TDB，也就是说天文学家注意到它时，它早已掠过地球。
“粉碎它”与偏转走的是不同路线。该概念不是把小行星推入新轨道，而是依靠有意实施的强力解体：一组超高速动能穿透器撞入天体，将其击碎成许多通常小于10米的小碎片。在预警时间充足时，碎片云会完全错过地球。在本研究考察的“终端模式”下，拦截发生在撞击前数小时至数天，碎片以分散的一系列空中爆炸形式进入大气层，把小行星的能量分散到时间和空间中，而不是集中到一次事件里。
团队使用劳伦斯利弗莫尔国家实验室的ALE3D流体力学程序模拟拦截过程，将小行星建模为碎石堆结构：直径0.5至8米的球形巨石嵌在脆弱的黏结物中，强度取值保守，黏结物约1帕，最坚硬的巨石为250至500兆帕，接近钢和钛的水平。穿透器为钨制圆柱体，长径比为10比1，场景假设接近速度约为20公里/秒，作者表示这一速度在猎鹰9号等现有运载火箭的能力范围内。
对于一颗20米的小行星，单枚理想质量100公斤（模拟中实际为137.4公斤）的穿透器产生了约1309焦耳/公斤的比撞击能量，超过通常与灾难性解体相关的100焦耳/公斤限值的13倍。碎片平均直径约1米，速度9.3米/秒，约为小行星逃逸速度的一千倍，因此碎片不会重新聚合。最大的碎片为4.3米。对于50米的类似天体，单枚500公斤穿透器和五枚100公斤穿透器组成的阵列都能实现解体，其中单枚穿透器传递给碎片的动能是阵列的两倍以上。
终端拦截的关键问题是最终到达地面的部分。作者设定了两个损害阈值：200千焦/平方米的光学能量，即树叶和纸张可能被点燃的临界点；以及3千帕的声学超压，与住宅窗户破损相关。随后他们运行了100多个威胁情景，变化小行星的直径、密度、进入角度、碎片数量和拦截时间，并使用累积分布的1%值（即仅1%的地面位置会超过的水平）将每个情景与这些阈值进行比较。
对于最可能的34米情形，提前一天拦截并产生1000个碎片可使1%值保持在3.5千焦/平方米的光学能量和0.5千帕的超压，分别约为相应阈值的六十分之一和六分之一。撞击前12小时拦截仍能给出可接受的水平，约为9.0千焦/平方米和0.8千帕。即使是上限的58米估计，提前一天拦截并产生1000个碎片，28.7千焦/平方米和1.2千帕的结果也低于阈值。密度为6克/立方厘米的致密金属类似天体更接近临界值：58米天体在撞击前一天被击碎成4000个碎片时，结果为105千焦/平方米和2.6千帕；若提前两天拦截，则降至35.0千焦/平方米和1.6千帕。不加干预的对比十分鲜明：未解体的34米小行星将产生357千焦/平方米和5.0千帕的1%值，58米天体则约为6500千焦/平方米和21千帕，两者都超过阈值。
论文还对比了所需的发射质量。在保守假设下，用一天预警偏转一颗26米的小行星需要约200公吨的偏转航天器，58米的情形则需要约3000公吨；而用单枚100公斤穿透器即可完成对同等威胁的解体。作者提醒说，该方法尚未经过检验：碎石堆小行星的内部结构知之甚少，建模带有推测性，而且该方法除模拟外从未实际演练。他们主张建立分层防御体系，对长预警时间使用偏转，对短预警时间使用解体，并指出一个悬而未决的问题：预期落在无人居住地区的撞击是否应该加以干预。
婷 翻译
Sources
1. Bailey, B., Cohen, A. N., Egan, S., Lubin, P., Xu, R., Boslough, M., Robertson, D. K., Silber, E. A., Sagert, I., Korobkin, O., Sjoden, G. “Evaluating Short-Warning Mitigation via Intentional Robust Disruption of a Hypothetical Impact of Asteroid 2023 NT1.” arXiv:2310.13112 (v5, 2026-07-30); The Astrophysical Journal (2025), vol. 981, pp. 181-197, DOI 10.3847/1538-4357/adb289. https://arxiv.org/abs/2310.13112
2. arXiv listing for 2310.13112: submission history, journal reference, license. https://arxiv.org/abs/2310.13112