小行星/彗星撞擊地球是科幻影視中常見的情節，也是現實世界中真實存在的巨大威脅。

小行星撞擊被認為是6500-6600萬年前恐龍滅絕的主要原因。2017年、2018年、2019年、2020年，連續四顆火流星分別襲擊了我國云南省香格里拉、云南省西雙版納、吉林省松原、青海省玉樹地區，引發了社會熱議，以及國內學者和政府機構對行星防御研究的重視。

今年4月24日，在中國航天日開幕式上，中國國家航天局局長張克儉曾表示：“站在新的歷史起點，中國航天將論證實施探月工程四期、行星探測工程、建設國際月球科研站、近地小行星防御系統，拉開新時代探索九天的新序章”。

那么，如何對付有威脅的小行星？就像電影中一樣上核彈？

目前的主流方案是“傳統動能撞擊”（Classical Kinetic Impactor/CKI），但是在短期預警時間條件下，無法有效防御直徑140米級的危地小行星。

中國科學院復雜航天系統電子信息技術重點實驗室王藝睿博士、李明濤研究員、周炳紅研究員、中國空間技術研究院北京衛星環境工程研究所龔自正研究員、中國運載火箭技術研究院北京宇航系統工程研究所王建明高工、王傳魁高工，聯合設計了“航天器火箭末級組合動能撞擊方案”（Assembled Kinetic Impactor/AKI），簡稱“末級擊石”。

根據這一方案，航天器進入深空逃逸軌道后，火箭末級與航天器不實施星箭分離，由航天器操控末級組合體撞向危地小行星，從而充分利用火箭末級的剩余重量，提升撞擊小行星的動量，進而提升小行星軌道偏轉能力。

“末級擊石”行星防御任務方案示意

科研人員參考長征五號運載火箭的技術參數，假設火箭末級重量為6.5噸，以偏轉直徑約492米的Bennu小行星軌道為例，開展了數值仿真。

結果表明，相比于傳統動能撞擊方案，利用單發長征五號發射“末級擊石”任務的偏轉效果，可以等效于三發長征五號發射傳統動能撞擊任務的偏轉效果。

利用此方案，對于十年內偏轉直徑140米的小行星軌道，偏轉距離可由不足一倍地球半徑提升至一倍地球半徑以上，為十年預警時間條件下偏轉直徑140米級危地小行星提供了一種潛在高效技術手段。

兩種動能撞擊方式對140米級小行星的防御效果對比

該成果以“Assembled Kinetic Impactor for Deflecting Asteroids by Combining the Spacecraft with the Launch Vehicle Upper Stage ”為題 ，于近期發表在行星科學領域知名期刊Icarus上，審稿人評價該文章“This is an intriguing, simple and, to my knowledge, novel idea（有趣、簡單、新穎的想法）”。

該成果得到北京市重大科技專項、民用航天技術預先研究、中科院青年創新促進會優秀會員項目、中科院創新交叉團隊和中科院國家空間科學中心重點培育方向等課題資助。