毀神星

小行星99942（99942 Apophis，中文又譯毀神星、死神星或99942阿波菲斯，臨時編號2004 MN4）是一顆近地小行星。最初（從2004年6月19日發現直到2004年12月27日）共近200次觀測表明，這顆小行星將於UTC+8時間2029年4月14日4時49分到達距離地球東半球+3~+10區最近位置，於UTC+8時間當日5時20分左右與地球相撞機率為1/37（2.7%）。但後來的觀測排除了撞擊地球的可能性，它將於2029年上半年從距離地球表面約31600公里處飛掠，比地球同步軌道的人造衛星更接近地球。它還將近距離掠過月球，距離月球表面約89600公里。在接近地球期間，4個太空飛行器準備對它進行近距離探測（ESA的拉美西斯號、JAXA的DESTINY+、清華大學的START和NASA的OSIRIS-APEX）。

## 發現

2004 MN4是2004年6月19日由NASA贊助的夏威夷大學在亞利桑那州基特峰國立天文台小行星研究的羅伊·塔克（Roy Tucker），大衛·J·托倫和法伯瑞茲歐·伯納德（Fabrizio Bernardi）發現的。這個小組追蹤了2004 MN4兩個晚上。

## 命名

這顆小行星被發現時，被稱為2004 MN4，當人們清楚計算出它的軌道後，它便獲得「99942」這個永久編號（2005年6月24日），也是唯一一顆在數十年內有撞擊地球機會且擁有永久編號的天體。至7月19日，該天體被命名為「阿波菲斯」（Apophis），是古埃及黑暗、混亂及破壞之神阿佩普（Apep）的希臘語名稱。

阿波菲斯也出自科幻片《星際之門：SG-1》的早期主要反派，劇中他曾派了艦隊攻擊地球。幸好主角們最後成功阻止了他，炸毀了他的艦隊。爆炸在天空發出了耀目的光，而有關當局為了不引起民眾恐慌就把這一事件對外稱為小行星撞擊，在大氣層摩擦燃燒引致。而「99942」的發現者們也是此劇的愛好者。

## 基本參數

「阿波菲斯」屬於一個名為「阿登型」的小行星群，其軌道的半長軸小於1個天文單位。這顆小行星圍繞太陽運行的軌道周期大約是323天，每當其接近和離開太陽時，其軌道會與地球軌道相交。

基於對「阿波菲斯」亮度的觀測，其大小大約估計415m，另有數據指出為320m。質量大約估計為1 E10（4.6×1010）千克。

2004年12月28日，美國國家航空航天局（NASA）的科學家計算出它將在2029年4月13日距離地球表面僅58000km。

GMT+8時間2004年12月28日，近地小行星項目將這顆小行星撞擊地球的機率調低至0.0018%，中午又調高至0.0038%，可以認為這顆小行星不會與地球相撞。但據北京時間2004年12月28日早晨更新的歷表計算，這顆小行星位於最概然近地點時，距離地球表面僅57707km，到達這個位置的時間是北京時間2029年4月14日4時50分。

這顆小行星在接近地球的過程中肉眼可見，在北京附近，這顆小行星將於北京時間2029年4月13日20時40分視星等超過6.0等，此時位於南偏東44°方向。小行星將於23時41分到達最大地平高度30.09°，此時位於南偏西7°方向，視星等5.3等。此後小行星的高度將逐漸降低，並且繼續向西移動，亮度進一步增加。小行星的亮度將於降到地平線附近時達到最高，此時的視亮度可達4.7等，時間為次日3時20分，位於南偏西84度。考慮上述因素，這顆小行星在北京地區的最佳觀測時間應為2029年4月14日凌晨1時半至2時半左右。

後續觀測發現阿波菲斯很有可能錯過臨界點因此不與地球或月球相撞。阿波菲斯杜林危險指數於2006年8月5日由一級回落至零級。至2006年8月19日止，阿波菲斯於2036年4月13日的撞擊機率約為四萬五千分之一下降到約一百萬分之四。

### 最初估計

- NASA於2004年12月24日估計阿波菲斯撞擊地球機率為233分之一。阿波菲斯杜林危險指數為二級。阿波菲斯成為第一個獲得近地二級杜林危險指數的小行星。
- 當天晚些時候，基於64個觀測結果，撞擊地球機率上升至62分之一 (1.6%)，導致其杜林危險指數上升至四級。
- 2004年12月25日，撞擊地球機率上升至42分之一 （2.4%），當天晚些時候回落至45分之一 （基於101個觀測結果）。
- 2004年12月27日，撞擊地球機率上升至37分之一 （2.7%），基於176個觀測結果。
- 2004年12月27日下午，基於更多的觀測結果，更加精準的計算表明此小行星2029年的平均撞擊機率為0.004%，導致其杜林危險指數回落至零級（無危害）。
- 2004年12月28日12:23 GMT，基於139個觀測結果，計算表明此小行星2044-04-13.29和2053-04-13.51的杜林危險指數為一級。
- 2004年12月28日01:10 GMT，基於139個觀測結果，計算表明此小行星只有2053-04-13.51的杜林危險指數為一級。
- 2004年12月30日13:46 GMT，基於157個觀測結果，計算表明此小行星最大撞擊機率只有7,143,000分之一。
- 2005年1月27日至28日，極為精確雷達觀測結果表明2029年小行星離地距離為5.6個地球半徑，約為原觀測結果的1.5倍。
- 阿波菲斯杜林危險指數於2006年8月5日由一級回落至零級。

## 業餘計算

2008年4月15日，報導指出十三歲的德國少年尼可馬夸特（Nico Marquardt）考量阿波菲斯在2029年4月13日接近地球時，撞擊運行中同步軌道人造衛星的可能性，導致阿波菲斯的運行軌道因此改變，將阿波菲斯撞擊地球的機率修正為450分之1。據信，歐洲太空總署和美國航太總署亦確認了該少年所計算的撞擊機率。但是美國航太總署在一份官方聲明中否認曾經與馬夸特接觸，並且於該聲明中說明，根據阿波菲斯接近地球的軌跡與地球赤道間的角度，阿波菲斯將不會穿越赤道同步軌道人造衛星所運行的地帶，同時由於小行星與人造衛星兩者間懸殊的尺寸差異，即使發生撞擊也不會對阿波菲斯的運行軌道有顯著影響。美國航太總署於2008年4月16日的新聞稿中再次確認該署預測阿波菲斯在2036年撞擊地球的機率45,000分之1仍舊有效。

## 若撞擊可能的後果

根據目前的計算，一般相信這顆小行星不會與地球相撞，但如果撞擊真的會發生，可能會引起以下的後果：

- NASA估計2004 MN4若撞擊地球將釋放出1480兆噸TNT（比美國在日本廣島投下的小男孩原子彈能量大114000倍）的能量。產生巴林傑隕石坑或類似通古斯事件後果的物體大約只有10-20兆噸級，而1883年喀拉喀托火山（即臘卡塔火山）的噴發大約200兆噸級。
- 任何的撞擊產生的準確後果的估計要視具體小行星的成分，撞擊地點和角度而定。目前的技術只能將撞擊的範圍限定在幾千平方千米內的一塊區域內，但若撞擊應該不會造成如撞擊冰紀那樣長期持續的全球性影響。
- 對撞擊時間的預測為UTC時間21:21，那時小行星將會脫離原軌道逼近地球軌道，撞擊很可能發生在東半球（協調世界時+3區至協調世界時+10區內）。
- 撞擊的速度將高達每秒12.59公里。

## 潛在的防撞對策

美國國家航空航天局、歐洲空間局和各種研究小組以及行星協會競賽團隊都提出了許多偏轉毀神星或類似物體的方案，包括引力牽引、動能撞擊和核彈方法。

2009年12月30日，俄羅斯航太局局長貝米諾夫（Anatoly Perminov）表示，俄羅斯航太局將研究對毀神星進行偏轉探測任務的設計方案。

2011年8月16日，中國清華大學的研究人員提出發射一艘逆行撞擊器飛船，利用太陽帆控制和提供動力，將毀神星推入更安全的軌道。龔勝平及其團隊認為，關鍵不在於改變小行星可能與地球發生共振的軌道，而在於從一開始就阻止小行星進入重力鎖眼。

2016年2月15日，馬克耶夫火箭設計局的薩比特·賽特加拉耶夫（Sabit Saitgarayev）宣布計劃使用俄羅斯洲際彈道飛彈打擊相對較小的近地天體。雖然報告指出可能的打擊目標尺寸在20至50米之間，但也提到毀神星將是該計劃的測試目標之一。

2022 年 10 月，有人提出了一種繪製潛在問題小行星（例如毀神星）內部結構圖的方法，以確定最佳撞擊區域。

## 探測任務

目前有4項探測任務進入實際準備階段，分別是ESA的拉美西斯號、JAXA的DESTINY+、清華大學的START和NASA的OSIRIS-APEX，其中OSIRIS-APEX是OSIRIS-REx任務的拓展任務。

### START

START（逆向首字母縮略詞：Student-led Threatening Asteroid Reconnaissance of Tsinghua，清華學生領導的威脅性小行星偵察）任務使用一顆200公斤級的衛星，由清華大學本科生開發，任務預算280萬美元。衛星將於2028年初使用朱雀三號運載火箭發射至1000公里高度、55度傾角的初始軌道，隨後使用氙氣離子推進系統變軌至31600公里高度的目標軌道，並最終在2029年4月13日於毀神星7公里處進行探測。START的科學儀器包括窄視場相機、寬視場相機和雙可見光至近紅外高光譜成像儀，最高解析度可達每像素8厘米。

## 流行文化

2011年的電子遊戲《狂怒》及其衍生系列，即是以本小行星於2029年撞擊地球導致人類文明大部分毀滅為前提的架空作品。

## 外部連結

- Report from NASA
- 2004 MN4 Impact Risk
- 2004 MN4 status and info page
- Asteroid Watch: Odds of 2029 Collision Stuck at 1-in-40 (SPACE.com)
- Worrisome Asteroid Underscores Planetary Defense Mission (SPACE.com)
- Risk estimate and orbital data from NEODyS
- Impact Effects
- U.N. urged to take action on asteroid threat , CNN February 19, 2007
- Planetary Society: The Winning Mission Proposals
- European Space Agency: Apophis Mission Design Competition: Results released

## 基本資料

- 發現：yes
- physical_characteristics：yes
- bgcolour：FFFFC0
- 發現者：羅伊·塔克、大衛·J·托倫和、法伯瑞茲歐·伯納德
- 發現日期：2004年6月19日
- MPC編號：99942 Apophis
- 貨幣符號：
- 小行星分類：阿登型小行星（2029年前）、阿波羅型小行星（2029年後）
- 曆元：2021年1月1日 (JD 2459215.5)
- 半長軸：138.0051100921149 Gm (0.9225071817289903 AU)
- 拱點 近：111.5741382683262 Gm (0.7458270478466523 AU)
- 遠日點：164.4360819159036 Gm (1.0991873156113283 AU)
- 離心率：0.1915216893501022
- 軌道週期：323.63 d (0.88606 a)
- 軌道傾角：3.336751320066756°
- 升交點黃經：204.0389272089208°
- 近心點幅角 近：126.6520518368553°
- 平近點角：127.3225632013606°
- 平均軌道速度：30.728 km/s
- 大小：0.34 km、0.45 × 0.17 km
- 平均半徑：0.17 km
- 質量：6.110 kg (估計值)
- 平均密度：3.0 g/cm³ (估計值)
- 表面重力 表面重力：?
- escape_velocity：~0.52 km/h
- 自轉週期：30.56 h
- 光譜分類：?
- 絕對星等(H)：19.09
- 彗核反照率：0.35
- 溫度：~290 K (估計反照率為0.1)