一、探索太阳系起源和生命起源
46亿年前,太阳系还是一团巨大的星云。这团星云中99.86%的物质逐渐凝聚成了太阳,在远离太阳的区域则凝聚成了八大行星及其卫星。残存的一些星云物质,后来就形成了小天体,包括小行星和彗星,小行星主要由岩石和金属构成,彗星的成分则主要是水冰、干冰。
因为八大行星及其卫星在形成后大多经历了岩浆洋状态,在重力作用下发生了分异,不同的元素在重力作用下聚积形成了核、幔、壳结构,因此这些大天体已经不再保留有太阳星云的原初物质成分。
而小天体一般质量较小,蓄积的热量一般不足以导致其分异,因此绝大部分太阳系的小天体还保留着太阳系形成之初的物质成分。在太阳系不同位置形成的小天体可以表征太阳星云在不同位置的物质成分分布,因此小天体被称为太阳系的“时光胶囊”。开展小天体探测、采集小行星样品到实验室分析将为揭示太阳系起源与早期演化的奥秘提供重要线索。
二、利用太空资源,防御太空威胁
小天体上蕴藏着丰富的资源,包括水、铁、镍、钴,甚至铂等,这些资源可能成为人类未来开展可持续深空探索的物质基础。比如可以提取小行星上的矿物水作为航天器的燃料,这样就可能把太阳系中的小行星改造成加油站,从而极大地拓展深空探测的范围。
当然,小行星对地球生命也存在重大威胁。在地球的历史上,小行星的“肇事纪录”可是不少:6600万年前一颗直径约10公里的小行星撞击地球,彻底改变了地球的气候环境,导致包括恐龙在内全球75%的物种灭绝(这是目前被广泛接受的科学观点);2013年2月15日,一颗直径约18米的小行星袭击了俄罗斯车里雅宾斯克地区,导致了接近1500人受伤、3000栋房屋受损。如果我们能够了解小行星的物理化学特性,将有助于开展小行星防御、保卫地球家园。
可以说,如何对待小天体关系到人类在地球上的过去、现在和将来,这是一场漫长而深刻的科学修行。