科幻或成现实：激光武器改变小行星飞行路线

近日，科学家致力于研发一种全新的防御系统——DE-STAR，旨在应对潜在的小行星撞击威胁。这一系统以其独特的“靶向小行星及勘探的定向能量系统”（Directed Energy System for Targetg of Asteroids and exploRation）概念脱颖而出。其核心是利用激光束进行拦截，改变小行星的飞行轨迹，以保护地球免受潜在的威胁。

想象一下这样的场景：在遥远的宇宙中，一颗小行星悄然逼近地球，对人类的生存构成潜在威胁。此刻，DE-STAR系统闪亮登场。左图为我们展示了DE-STAR系统执行多种任务的情景，包括小行星的转向、成分分析、为长距离航天器提供能源以及推进等。而右图则是激光束作用于小行星，使其气化的生动想象图。

这一激光拦截小行星的概念并非凭空臆想，而是基于多年的研究与实验。近日的一篇论文指出，这是阻止近地天体威胁地球的可行方案。加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的物理学家菲利普·鲁宾和加州理工州立大学的加里·休斯教授是该理论的先驱者。他们提出的理论已经在近期发表于地球和行星天体物理学期刊的论文中得到了详细解释。

除了这一大型系统外，研究者们还在积极开发一个较小规模的系统——DE-STARLITE。这个系统的目标是能够与有潜在威胁的小行星“并肩”飞行，并在相对较长的时间内逐渐改变其飞行路线。研究者们希望通过这一系统，能够在不破坏小行星的前提下，使其飞行路线发生偏移。

研究者们已经在实验室中模拟了该系统工作的效果。他们利用激光轰击玄武岩（一种类似小行星的成分），使其加热至白热状态。在这一过程中，物体质量发生变化，产生类似火箭推进器的效果。研究者们解释道：“这一过程称为升华或气化，能将固体或液体转化为气体。”这些气体形成云雾，产生反向推动力，从而改变了玄武岩样品的旋转方向。

实验结果证明了在太空中改变小行星运行路线的可能性。菲利普·鲁宾表示，对小行星旋转速度的操控为我们提供了探索、捕获和矿产开采的新可能性。这与美国航空航天局（NASA）的“小行星重定向任务”的目标不谋而合。该任务旨在探访一颗较大的近地小行星，采集岩石样品并将其重定向到一个稳定的、围绕月球的轨道上。

虽然这一防御系统目前仍处于理论研究阶段，但其潜力已经引起了全球科学界的广泛关注。随着研究的深入和技术的进步，我们有理由相信，DE-STAR系统将成为保护地球免受小行星威胁的终极武器。所有的小行星都在旋转，它们的奥秘在于围绕何种物体旋转以及旋转的速度有多快。鲁宾向我们解释道，要想在小行星上采矿，必须寻找那些旋转速度较慢的小行星，这样才能稳定地捕获它们。我们的实验犹如一场精彩的演示，展示了激光系统作为使小行星停止转动或改变其轨道的有效手段，结果证明这项技术表现出强大的潜力。

研究者们对小行星的模拟实验采用了一种与真实小行星成分相似的玄武岩。他们运用磁场的力量使玄武岩开始旋转，然后利用激光在旋转的相反方向进行定位，以此减缓其旋转速度。这一过程就像是舞台上的舞者，通过调整激光的位置，仿佛是在指挥舞者的旋转速度和方向。

在实验室中，玄武岩被放置在一个高精度的扭力天平上，以确保在激光的轰击下保持稳定的状态。这不仅有助于我们更准确地模拟小行星的环境，同时也让我们更深入地理解激光与物质相互作用的过程。

除此之外，研究团队还在深入研究光子的推进力，这是他们最新项目——星系探索定向推进（DEEP-IN）的核心所在。DEEP-IN项目依赖于激光阵列发出的光子来推动航天器飞行。这意味着在未来的星际旅行中，我们有可能实现接近光速的相对论性飞行。

为了进一步提高推进效果，研究团队还测试了一种光子回收利用装置。通过激光的反射来回收光子，就像是在太空中打了一场激烈的乒乓球比赛。研究团队成员Brashears表示：“我们在一定距离上设置了第二个反射镜，让光子在飞船的反射器上像乒乓球一样来回弹跳。我们回收这些光子是为了叠加推进力，帮助飞船飞得更快。”

尽管这些研究展现出无比广阔的应用前景，但要真正将其整合到航天器的飞行系统中仍然面临许多复杂的问题。研究者们需要继续深入研究，走一条漫长而坚定的道路，才能将这些理论转化为实际的应用。我们期待着他们未来更多的发现和突破。