作者|冯梓洋
审核|董晨晖
编辑|赵经远
哈勃空间望远镜拍摄的3I/ATLAS。来源：wikipedia
前一段时间，小星给大家介绍了2025年7月1日发现的来自太阳系外的不速之客——星际彗星3I/ATLAS，这是人类史上发现的第三个星际天体，小行星撞地预警系统（ATLAS）也在第一时间发现了它，它的出现引起了全世界天文学家的高度关注。作为世界上最著名的小行星预警系统之一，截至2025年7月，ATLAS一共发现了1227颗近地小行星﹑110颗具有潜在威胁的小行星﹑106颗彗星，以及4786颗超新星。今天小星就为大家介绍一下小行星撞地球预警系统（ATLAS）。
小行星撞地预警系统ATLAS（Asteroid Terrestrial -impact Last Alert System）是由夏威夷大学（UH）开发﹑NASA资助的小行星预警系统，该项目于2013年正式启动。它由五台望远镜组成（ATLAS-1到5），其中ATLAS-1位于夏威夷的毛伊岛的哈莱阿卡拉天文台(Haleakala Observatory)，ATLAS-2位于夏威夷岛的莫纳罗亚天文台（Mauna Loa Observatory），ATLAS-3和ATLAS-4分别位于南非的萨瑟兰天文台（Sutherland Observatory）和智利的埃尔索阿斯天文台（El Sauce Observatory），于今年2月启用的ATLAS-5位于西班牙加那利群岛的泰德峰天文台（Teide Observatory）。
ATLAS-2望远镜。来源：ATLAS官网
ATLAS 1-4采用的是50厘米直径、焦比为f/2的赖特-施密特天文望远镜，每一台望远镜都配备了110万像素的CCD阵列相机，能提供7.4°的视场——大约是满月视直径的15倍。ATLAS 5则配备了16个罗-阿克曼施密特摄星镜（RASA），每个望远镜口径28厘米，焦比f/2.2。它们每晚自动扫描整个天空，主要目的是寻找对地球有潜在威胁的小行星等天体。
近些年来，随着巡天系统越来越强大，发现的近地小行星越来越多，这给公众造成了小行星飞掠和撞击事件似乎越来越频繁的错觉。但是小行星撞击地球诱发的巨大劫难，的确是地球上所有物种的最大威胁之一。特别是1994年彗木撞击事件和 2013年俄罗斯车里雅宾斯克小行星撞击事件之后,这一问题得到了天文界的高度重视，成为了最重要的研究课题之一。
目前来说，针对小行星的监测预警手段按照观测点位置可分为地基监测系统和天基监测系统。从技术层面又可分为光学观测、 红外观测和雷达探测。近距离空间探测器探测 (如飞越探测、伴飞探测、附着探测、采样返回探测等)也被视为监测预警系统的重要补充。在地基监测中，光学观测是目前小行星监测的最主要方法, 其依靠小行星表面反射的太阳光, 通过在不同时间对同一片星空进行重复照相以测定小行星在不同时刻的位置，ATLAS系统的监测方法就是这样。
2013年，夏威夷大学天文研究所的ATLAS项目获得NASA近地天体观测计划500万美元拨款，这使得ATLAS-1和ATLAS-2两台望远镜顺利投入建设，ATLAS-1于2015年正式投入运行，而ATLAS-2则于2017年开始运行。这两台望远镜之间相距158千米,以防止两台望远镜同时受到恶劣天气的影响,并可以更精确地测定出小行星的轨道。
在前两台ATLAS望远镜运行几年后，夏威夷大学天文研究所再次争取到了资金，并选择与萨瑟兰天文台和埃尔索阿斯天文台合作，在2018年8月在南半球建造两部望远（ATLAS-3和ATLAS-4），并于2022年初全面运行，这使得ATLAS在夏威夷的白天也能观察夜空。
近地小行星的类型及数量。来源：参考资料3
在巡天任务完成后，ATLAS系统会编制一个列表，列出位置或亮度发生变化的天体，然后计算这些物体中哪些可能是飞掠的小行星，哪些可能是其他类型的天体。如果一个物体被怀疑是小行星，计算机会查看它是否是已知的小行星。如果答案是否定的，那么下一步计算机就会尝试计算其轨道，并区分主带小行星（对我们没有危险）和潜在威胁小行星（PHA）。所有这些计算都是在数据收集后几分钟内完成的。
不同时空尺度的预警。来源ATLAS官网
正是由于ATLAS对天空进行高频扫描，才确保了它能够在小行星接近时及时预警。ATLAS可以探测到距离地球4000万公里处（相当于日地距离的四分之一）直径100米的小行星，以及距离地球400万公里处（相当于地月距离的10倍）直径10米的小行星。如果小行星以典型的20公里/小时的速度接近地球，那么对于直径100米的小行星我们将有3周左右的预警时间，而对于直径10米的小行星将有大约2天的预警时间。
目前ATLAS已经取得了许多重大成果，比如ATLAS和紫金山天文台共同发现的紫金山-阿特拉斯彗星C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS)，2024年12月发现的几年内有撞击地球风险的近地小行星2024 YR4，以及今年所发现的第三个星际彗星3I/ATLAS等等。迄今为止ATLAS一共发现了110颗具有潜在威胁的小行星，为科学家提前部署小行星安全防御和拦截计划提供了可贵的数据。
紫金山-阿特拉斯彗星。来源：NASA
小行星防御监测预警问题,不论是对于国家安全战略﹑科学前沿还是人类命运共同体而言，其意义都是十分重大的。虽然目前ATLAS在小行星监测领域已经足够先进，但人类在小行星撞击防御、资源开发、更精准的小行星监测网络等方面，仍处于起步和探索阶段，期待随着未来技术的成熟，人类有能力消除这些潜在的威胁。
参考资料
1、ATLAS—The ATLAS Project,ATLAS官网，,https://atlas.fallingstar.com/index.php
2、Atlas: How it works，ATLAS官网，https://atlas.fallingstar.com/how_atlas_works.php
3、龚自正，李明，陈川，赵长印，小行星监测预警、安全防御和资源利用的前沿科学问题及关键技术，《科学通报》，2020年第65卷第5期346—372
4、ATLAS，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/ATLAS
5、NASA Asteroid Tracking System Now Capable of Full Sky Search，NASA，https://www.nasa.gov/solar-system/nasa-asteroid-tracking-system-now-capable-of-full-sky-search/
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