美国NASA发布行星防御战略和行动计划

4月3日，美国国家科学技术委员会（NSTC）发布《近地天体灾害和行星防御国家准备战略与行动计划》（简称《2023年行星防御战略》）[1]，对美国于2018年发布的《国家近地天体防备战略和行动计划》进行了更新，重点强调联邦各部门和机构未来十年的6项战略目标：加强近地天体的探测、跟踪和表征能力；提高近地天体的建模、预测和信息整合能力；开发服务近地天体侦察、偏移和破坏任务的技术；加强近地天体防御的国际合作；加强并定期演练近地天体撞击应急程序和行动协议；通过加强机构间合作改善美国的行星防御管理。

作为对《2023年行星防御战略》的响应，美国国家航空航天局（NASA）于4月12日发布《NASA行星防御战略和行动计划》[2]，明确NASA的行星防御战略目标和具体行动，重点关注NASA机构层面的活动，描述了近地天体调查的现有活动，评估风险并制定防止或减轻近地天体对地球影响的方法，旨在为NASA的行星防御活动提供指导以改进当前的工作，并为其未来的行星防御活动制定强有力且现实可行的发展路径，同时协调美国政府部门、企业界以及国际合作伙伴的行星防御活动。《NASA行星防御战略和行动计划》指出， NASA在近地天体防御领域仍然存在以下六大挑战。

1、调查、探测、表征和评估方面，国际社会需要完整的近地天体调查目录以及充分表征近地天体的能力。可以通过构建充分的地基/天基观测、建模和预测能力，显著提高评估近地天体可能对地球造成的风险以及支持风险缓解措施的能力。对应表1中NASA战略目标1、2。

2、风险缓解方面，技术成熟度可以通过后续调查和风险缓解验证任务得到改善。对应表1中NASA战略目标3。

3、国际合作方面，随着国际上与近地天体调查和风险缓解相关的能力的普遍提升，行星防御有望成为全球性活动。为实现行星防御愿景，NASA计划加强国际合作和国际参与度。对应表1中NASA战略目标4。

4、机构间协调方面，《2023年行星防御战略》提出有必要在美国政府内部开展更加稳定、更富协同性的行星防御活动。NASA可在牵头开展持续性的机构间协调方面发挥关键作用。对应表1中NASA战略目标5、6。

5、NASA组织管理方面，NASA行星防御协调办公室通过成为NASA行星科学处的下设机构，在与行星科学活动的密切协调中受益匪浅，但NASA现有行星科学投资组合中的竞争性优先事项（包括对多个大型任务的投资）可能会限制扩大行星防御活动的机会。但无论行星防御项目归属于哪个部门，NASA内部激烈的经费竞争都可能成为一个问题。对应表1中NASA战略目标7。

6、战略沟通方面，NASA应更好地整合和传播有关近地天体调查和风险缓解工作的信息。对应表1中NASA战略目标8。

NASA基于设想所期望的最终状态、确定关键的挑战、制定行动计划的范式，最终确定了6项与《2023年行星防御战略》相对应的战略目标（NASA战略目标1~6）、2项额外战略目标（NASA战略目标7、8）以及NASA实现这些目标所需要执行的具体行动（见表1）。每项行动都包括一个预期时间表和一份NASA内部相关责任部门清单。

表1  《NASA行星防御战略和行动计划》制定的战略目标和具体行动

NASA战略目标

具体行动

时间表1

责任部门2

目标1：加强NASA对近地天体的探测、跟踪和表征能力

1.1继续在现有和计划中的空间感知计划中寻找机会，通过提高当前数据流的数量和质量，包括地基和天基光学、红外和雷达设施，来改善探测和跟踪能力

短期和持续

PDCO

1.2在现有和新的望远镜计划中识别技术和数据处理能力和机会，以增强对近地天体成分、动力学和物理特性的表征能力

短期

PDCO、OIIR

1.3继续并加强机构合作，监测进入大气层的大型流星体和小行星，并快速通知公众

短期

PDCO、OIIR

1.4识别利用现有和计划中的地月空间感知能力支持近地天体探测、跟踪和表征的机会

短期和持续

PDCO、OIIR

1.5支持跨机构评估，探索关键利益相关方在协调开发现有和未来的深空雷达设施方面的兴趣，并确定这些设施在行星防御方面的可用之处

短期

PDCO、OIIR、STMD

1.6利用行动1.1-1.4确认的信息，指导对空间感知计划和技术改进的投资，以提高对近地天体探测、跟踪和表征的全面性和速度

长期

PDCO

1.7拓展对潜在危险近地天体进行快速表征的概念

短期和持续

PDCO

1.8支持对未来十年近地天体调查和表征中出现的新挑战，以及缓解和克服这些挑战的解决方案进行分析

长期和持续

PDCO、SMD

1.9 NASA应寻求将成熟的商业能力应用于近地天体调查、表征和风险缓解行动中

中期和持续

STMD、PDCO

1.10考虑加强行星雷达合作伙伴关系，优先与美国国家科学基金会（NSF）和美国太空部队（USSF）合作开发所需能力

短期

PDCO

1.11考虑设计流星体探测技术验证项目方案，例如通过与美国其他组织合作，在任务中搭载传感器开展技术验证

中期

PDCO、STMD

目标2：改善NASA对近地天体的建模、预测和信息整合

2.1继续支持跨机构工作组，以协调和促进近地天体威胁建模和分析结果分发

持续

PDCO

2.2确定每个参与组织在需要进行威胁分析时所需的信息，识别差距并制定建议以改进建模

短期

PDCO

2.3继续开发和验证计算机模拟工具套件，以评估近地天体偏转或破坏技术的应用结果

短期

PDCO

2.4改进计算机模拟工具套件，以评估与撞击情境相关的地点、区域和全球风险。继续评估模型对近地天体动力学和物理特性不确定性的敏感性

中期

PDCO

2.5开发撞击风险数据管道，以便向决策者提供对潜在撞击风险的综合建模结果

中期

PDCO

2.6通过年度演练、问题测试、实验结果对比以及同行评审活动，持续评估撞击效应建模及分析的充分性和有效性

持续

PDCO

目标3：开发服务近地天体侦察、偏移和破坏任务的技术

3.1联合其他机构合作开发技术，以快速响应、侦察并对空间中的物体进行表征。评估现有和未来的发射载具基础设施的能力，以支持短时间内进行行星防御任务

短期

PDCO、STMD

3.2制定近地小行星侦察任务系统的开发、测试和实施计划

短期

PSD、PDCO、STMD

3.3为未来的近地小行星偏转任务活动制定初步的任务设计。确定、评估关键技术的准备情况和成本并提出发展路径，以支持近地小行星撞击防御概念。根据不同的假设和情况对成功开展行星防御任务进行风险分析

中期

PDCO、STMD

3.4继续研究必须使用核爆炸装置才能提供必要力量来缓解即将出现的近地小行星碰撞威胁的情况，以及使用此类装备所需的技术、能力和操作方面的考虑因素。评估此类选项的合法性和国家政策影响

中期

PDCO、STMD、OGC、OIIR

3.5继续开展飞行演示以验证近地小行星偏转和破坏系统的概念

长期

PSD、PDCO

目标4：增加NASA对近地天体防御国际合作的贡献

4.1继续与外国政府接触并告知其需要采取的协作和协调路径，为应对近地小行星事件做好准备

持续

OIIR、PDCO

4.2继续展示美国在国际近地天体技术组织中的领导地位，并提高所有国家，尤其是航天局官员对在主要国际机构中解决近地天体问题的必要性的认识

持续

PDCO、OTPS、OIIR

4.3继续改进在观测基础设施和数据共享以及数值模拟和科学研究方面的国际合作

持续

PSD、PDCO、OIIR

4.4通过加强美国和主要国家地面望远镜的协调，制定一项近地天体监测提升计划

短期

PDCO、OIIR

4.5继续鼓励各国启动并继续开发天基和地基望远镜的计划，以探测、跟踪和表征近地天体并通过国际小行星预警网络（IAWN）进行协调

持续

PDCO、OIIR

4.6支持加强国际小行星预警网络和空间任务规划咨询小组（SMPAG）作为危险近地天体响应规划和风险缓解的主要国际技术机构

持续

PDCO、OIIR

4.7支持并鼓励与全球伙伴合作参与针对近地天体预警、响应和恢复工作的桌面和现实演练

中期

PDCO、OIIR

4.8与国际合作伙伴就美国参与即将开展的其他国家近地天体任务进行探讨，例如可能的“毁神星”（APophis）侦察任务

持续

PSD、PDCO、OIIR

4.9 NASA将利用现有的和新开展的研究，确定NASA行星防御的长期原则，以最大限度提高透明度和多边合作，促进应用行星科学，为全人类带来益处

短期和持续

OTPS、PDCO、OIIR

目标5：与其他政府部门合作，加强并定期演练近地天体撞击应急程序和行动协议

5.1支持继续研发以可观测参数为基础的可信撞击风险系列场景模型，以指导近地天体撞击应对规划和应急程序的开发

中期

PDCO、OIIR

5.2继续改进通知美国最高政府部门、联邦机构、州和地方政府、公众、外国政府和其他国际组织有关近地天体威胁的协议

持续

PDCO、OIIR、OLIA

5.3为不同受众开发并分享信息材料，提供关于近地小行星、撞击、不确定性以及NASA使命的基础教育和信息

短期

PDCO、OCOMM

5.4针对在近地天体威胁评估后开展的天基近地天体风险减缓任务，改进评估程序和任务时间表，以进行风险/效益分析

短期

PDCO

目标6：增加NASA对现有的机构间协调和行星防御机制的贡献

6.1组建旨在处理行星防御问题的持续性机构间小组，处理比国家级机构间工作组更具体的实施问题

短期

PDCO、OIIR

6.2与《2023年行星防御战略》列出的机构开展合作，确定各机构支持行星防御活动的办公室和负责人（除NASA外，预计对大多数机构来说只是兼职），以贯彻《2023年行星防御战略》赋予的责任和权限

短期

OIIR、PDCO

6.3开展小规模研究，探索可否利用现行权力和立法（如经济法）改善和加强与行星防御有关的机构间合作的实施

短期

OCFO、PDCO、OTPS

目标7：改进NASA行星防御活动的组织工作

7.1对NASA行星防御活动的组织进行独立评估

短期

OTPS

7.2制定预算和组织计划，以支持近地天体调查和风险缓解能力的长期保持、发展和成熟

短期

PDCO

目标8：加强与行星防御活动相关的战略沟通

8.1准备与行星防御相关的战略沟通计划

短期

PDCO、OCOMM

8.2在面对公众、国会、媒体和合作伙伴时，加强NASA在行星防御方面的领导力信息的传播，以增加科学知识、提高认识并改进行星防御准备工作

持续

局长办公室、主管SMD的副局长、OTPS、OCOMM、OIIR、OLIA、PDCO

1短期，少于2年；中期，2-5年；长期，5-10年；持续，该行动需要在《NASA行星防御战略和行动计划》所规划的10年时间范围内持续进行

2机构缩写：PDCO，行星防御协调办公室；OIIR，国际和机构间关系办公室；STMD，空间技术任务部；SMD，科学任务部；OGC，总法律顾问办公室；OLIA，立法和政府间事务办公室；OCOMM，联络办公室；OCFO，首席财务官办公室；OTPS，技术、政策和战略办公室；技术、政策和战略办公室

（王海名）

[1] National Preparedness Strategy for Near-Earth Object Hazards and Planetary Defense. https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2023/04/2023-NSTC-National-Preparedness-Strategy-and-Action-Plan-for-Near-Earth-Object-Hazards-and-Planetary-Defense.pdf

[2] NASA Planetary Defense Strategy and Action Plan. https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_-_planetary_defense_strategy_-_final-508.pdf