通過NEAT 提供的巡天影像，每個人都有機會發現新的小行星，並計算出它的軌道是否接近地球。

一顆百米直徑的小行星，爆炸威力是廣島原子彈的200倍。這樣的威脅是千年一遇，聽起來是小概率，卻是實實在在的風險。未來的泛星計畫，就是要緊緊盯住每一顆與地球擦肩而過的小行星。

午夜，美國西南部海拔2700多米的萊蒙山天文台上，理查德·科瓦斯基檢查了剛拍攝的影像：在群星的背景中，一個小光點發生了移動，這是一顆小行星在運動。此時是美國中部時間2008 年10 月6 日凌晨1 點半。憑借經驗，科瓦斯基從速度上判斷這顆星離地球很近。

從小行星到流星

萊蒙山天文台的任務就是監視小行星。它是卡特裡娜巡天系統（CSS）的成員，卡特裡娜由NASA設立，用於監視地球軌道附近的小行星或者彗星，預警它們是否會撞上地球造成災難。卡特裡娜系統擁有3 台望遠鏡。科瓦斯基很快與另外兩個天文台取得聯繫。他們的觀測證實了科瓦斯基的發現：這是一顆新發現的小行星，而且它的軌道靠地球非常近。也就是說，它是一顆近地小行星（NEA），存在與地球相撞的可能。他們把這顆小行星的位置、觀測時間和亮度發送到國際小行星中心（MPC）的數據庫。它被命名為2008TC3。世界上任何人都可以在網頁上查閱到這些數據。這個發現並沒有讓他們特別激動。對於科瓦斯基的同事們，發現NEA 已經是家常便飯。這樣的小行星每週都能發現一兩顆，但大多數只是從距離地球上千萬千米的地方掠過。

這一次似乎有所不同。

幾個小時後，狀況開始變得引人注目了：它真的會撞到地球。27 份精確的軌道計算結果陸續發送到了國際小行星中心，其中有的來自專業的天文學家，也有的來自業餘天文愛好者：計算行星軌道的方法已經非常成熟，並且也不是非要超級計算機才能完成的任務。根據它的亮度來推斷，這顆小行星的直徑只有2~5 米。地球的大氣層會輕鬆燒掉這個尺寸的天體，它會在幾百千米上空爆裂，甚至可能連隕石也不剩下。

但這仍然是一個激動人心的發現。至少這證明了，十幾年來人們花在監測近地小行星上的錢沒有白費。2002 年6 月6 日，一顆直徑10 米的小行星在地中海上空爆炸，釋放出的能量相當於一枚中型的原子彈。在2008TC3 之前，這是小行星撞擊地球的最近一次實例。遺憾的是，那一次沒有任何人提前觀測到它。因此2008TC3 成為了小行星觀測史上的第一次。人們第一次親眼見證一顆小行星如何變成火流星，並且由國際小行星中心作了準確的預測：它將於10 月7 日當地時間早晨5 時46 分在蘇丹北部荒漠的上空與地球相撞。在望遠鏡裡，2008TC3迅速穿行在星空中，因為不停的旋轉而閃爍。19 個小時後，它準時在北非的天空中變成滿月一樣明亮的火球。又過了一個小時，人們在無人的荒野中看到了它被風吹散的尾跡。

全球共同的自然災害

2008TC3 的發現過程並不說明人類已經能完全預測天外撞擊的危險。北京天文館館長，曾經做過近地小行星觀測的朱進認為，2008TC3 的發現有很大偶然成分。萊蒙山天文台使用的是一台1.5 米口徑的望遠鏡，使用一塊1600萬像素的CCD接收光線，它的視野能夠包含1 度大小的天空。這個尺寸並不比滿月大多少，如果每30 秒鐘曝光一次的話，一個晚上還不能覆蓋整個天空的十分之一。當它還沒有靠近地球時非常暗淡，即使在撞擊的前一天也只不過是一顆19 等星，亮度相當於天狼星的1 億分之一，能夠提前發現它非常意外。那麼，如果是一顆20 米、甚至200 米大小的小行星向地球撞來，有多大的把握能夠發現它？要知道，一顆直徑100 米的小行星撞擊地球可能產生的爆炸，威力約相當於2008TC3的3000 倍，廣島原子彈的200 倍，而這樣的撞擊每1000 年就可能有一次。而且發現的時間只比撞擊早一天，根本沒有時間應對。

和普通的自然災害不同，小行星撞擊的危險並不像氣候變暖一樣循序漸進，預防撞擊也不像治理洪水那樣見效明顯，它似乎過於飄渺無法捉摸。1986 年，莫斯科星球防衛中心主任阿納托裡·采特夫（Anatoly Zaitsev）向當時的蘇聯領導人提交了一份關於地球預警的報告，但是「他們看了只是笑」，就像他們忽視過1912 年通古斯發生過的爆炸一樣。但是1989 年3 月，一顆小行星造成了短暫的恐慌——小行星Asklepios 與地球擦肩而過，最近的距離只相當於月球軌道的兩倍。它讓人們意識到，撞擊一旦發生就是毀滅性的，而且是全球性的。Asklepios 直徑接近1 千米，撞擊煙塵可能讓地球進入漫長的冬天。這種災難是文明毀滅級別的。像這樣有威脅的近地小行星被稱作潛在危險小行星（PHA）。還有兩顆小行星可能在未來200 年之內與地球相撞，但是這個幾率只比中幾百萬的彩票稍微大一些。

憑著強大的觀測實力，美國成為近地天體觀測的主力。1992 年，NASA 收到一份關於空間防衛的報告，提出要在25 年內找到並追蹤90% 直徑在1000 米以上的近地小行星。後來這個目標被定到了2008 年之前完成。隸屬不同部門的監測近地小行星的機構紛紛建立，除了卡特裡娜巡天系統，還有林肯近地小行星研究小組（LINEAR）、近地小行星追蹤（NEAT）、太空防衛基金（Spaceguard）等。它們已經發現了約5000 顆近地小行星和彗星，接近完成了預定任務。

尋找近地小行星並不只是美國人的任務。在北京的興隆，1995 年就已經開始進行小行星觀測，發現了5 顆近地小行星。但是它並不屬於主要的觀測項目，只是在天氣狀況無法進行其他觀測的夜晚進行。這個項目於2001 年結束，這時另一個專用於近地小行星監測的望遠鏡已經在蘇皖交界洪澤湖畔的盱眙動工。這是一台1 米口徑的施密特式望遠鏡，也就是所謂的折反射望遠鏡，這種結構可以減少成像的扭曲。自從2007 年投入使用，已經發現了400多顆小行星，其中有1 顆近地小行星。

業餘的天文愛好者也能參與到地球的防衛工作。葉泉志只是中山大學本科3 年級的學生，卻已經和台灣中央大學天文研究所合作，使用鹿林山的望遠鏡發現了近地小行星2007 NL1 和彗星C/2007N3。即使你用不上望遠鏡也不要緊。NEAT的巡天影像已經在網上公佈，你甚至可能在自己的電腦前發現一顆小行星，並且計算出它的軌道是否逼近地球。

但是，這一切和正在鋪開的泛星計畫相比起來，似乎會變得完全無足輕重。它搜尋近地小行星的能力，將比現在所有望遠鏡加起來還要大10 倍。

泛星計畫時代

在夏威夷海拔3000 米的哈萊亞卡拉火山頂，泛星計畫的負責人約翰·湯瑞（John Tonry）站在泛星計畫完成的第一台望遠鏡PS1 下。他身後的攝影師手中拿著佳能的Mark II 專業數位相機。湯瑞指著PS1 對他說，面前的這台望遠鏡也可以算作世界上最大的數位相機。PS1 的CCD 擁有14 億像素，相當於Mark II 的近200 倍。PS1 的口徑為1.8 米，只能算是普通大小。但是它擁有驚人的像素，正是為了迅速地搜尋小行星。

泛星計畫（PAN-STARRS），全稱為全景巡天望遠鏡與快速反應系統。它的視場寬廣，達到3 度，這個尺寸的其他望遠鏡都無法與之比肩。它可以在一周之內把整個天空搜尋一遍。2007 年完成的PS1只是泛星計畫的四分之一部分，另外三台望遠鏡還在資金籌備中，將在2012 年完成，4 台望遠鏡將對準同一方向觀測，相當於口徑加倍，同時又能免除影像上噪點的干擾。

和新款的數位相機一樣，泛星計畫的望遠鏡也帶有防抖系統——大氣的輕微擾動可能會使星體的影像抖動，甚至誤認行星。為了將電子防抖的OTCCD 技術應用到PS1 巨大的CCD 上，約翰·湯瑞花費了不少心思。最後的解決方案是，將它劃分成60 個小塊分別使用防抖。

泛星計畫再也不會像NEAT 那樣要靠人工來搜尋小行星。影像會直接送到茂宜島天文台的巨型計算機中，使用所謂MOPS 系統，將一切運動的天體，甚至亮度發生改變的天體記錄下來，然後記錄下其中的小行星。不過由於這些14 億像素的照片實在太巨大了，每一天的數據都是以T，也就是 1000Gbyte來計算的，所以這些觀測數據在處理後都會被刪除掉。但是這並不影響它的效率。泛星計畫完工後，一年之內就可以把近地小行星的數量翻一倍。

泛星計畫可以把撞擊的危險降低很多，另一個更強大的大型綜合巡天望遠鏡（LSST）已經籌劃在智利開工，它的口徑是8.4 米，CCD 更是達到32 億像素。NASA 也因此將搜尋潛在危險小行星的目標，調整到更大的範圍，包括140 米以上的小行星——它們的撞擊可能會造成地區性的災難。

但是不論是泛星計畫還是LSST，所有地面的望遠鏡都有一個致命的「阿基裡斯之踵」——它們無法對向太陽附近。如果有一顆小行星從太陽附近的角度飛來，那麼它們是無法被觀測到的。道理很簡單：白天無法看到星星，大氣的散射會把星光遮蓋掉。除了在將來使用空間望遠鏡監測小行星，人類還想不出更好的辦法。