暑期档有一部很火的电影《独行月球》，票房已经突破20亿，同学们看过了吗？这部电影主要讲述了2033年，人类为了保护地球免遭小行星撞击，在月球部署“月盾计划”以后的故事。

　　虽然这是一部科幻喜剧片，但背后倒是有不少科学知识值得同学们了解。如果从科学层面来看，影片中关于月球的细节是否真实？本期，我们邀请杭州市丁兰实验中学科学老师陈煜，为大家分析“月盾计划”的科学原理。

4亿年前，月球距离地球很近

　　电影《独行月球》中的“月盾计划”，是当小行星π向地球飞来时，人类用在月球上部署的“宇宙之锤”重型核弹摧毁π，然后利用月球进行掩护，阻挡π的碎片，同时借助月球引力捕获更小碎片，从而保护地球。

　　那么，月球真的可以当地球的护盾吗？

　　月球约形成于45亿年前，当人类第一次观测到月球背面，发现有许多坑坑洼洼的撞击坑。

　　“月球形成初期就好像地球的盾牌一样，对地球起一定的防护作用。”陈煜老师说， “但现在，月球与地球的平均距离约38.44万千米，有着约30个地球直径的距离，防护作用非常有限。”

　　月球刚形成的时候，距离地球很可能不足10万公里，月球围绕地球运行一周的时间也不足10天。那时候的月球也没有如今这么大。

　　“由于地球和月球的平均距离正在逐渐增大，月球的远去使得它的‘保卫’作用变弱了。”陈老师说。美国和法国的科学家利用1969年美国宇航员登月时放置在月球上的镜子进行测量的结果表明，28年来地球与月球的距离增加了一米多。他们利用精确的时间测量法来测量月地之间距离变化，这种方法使激光脉冲投射到镜面上然后又反射回地面上的探测器，一个来回约为2.5秒钟，不断测量来回所用时间的变化，就可得知月地距离的变化。

　　科学家通过对4亿年前的鹦鹉螺壳化石和现在的鹦鹉螺壳相比较，发现在4亿年前，地球和月球的距离大约只有现在的一半。地球正在越转越慢, 而月球正在逃逸。据科学家测算, 月球正在以每年3.8厘米的速度逃逸地球。

　　尽管月球和地球的体积比约为1：64，在所有天然卫星中是比例最高的，吸引（分流）的小天体数量要比其他行星系统中的卫星多，但是这样的地月位置和体积之比，最多类似成年人拿了个羽毛球拍挡在胸口。再考虑到月球引力场的作用，虽然相比其他行星系统，月球确实能多挡住不少小行星对地球的撞击，但依旧起不到核心保护的作用。

五招应对，防止小行星撞地球

　　月球的引力范围半径约为6万公里，如果真有小行星飞来，它的碎片可以被月球捕获。但在核弹摧毁小行星的情况下，碎片速度极高，完全可以穿越月球的引力范围而不被捕获。由于地球引力占主导，当碎片穿越月球引力范围后，仍然会与地球相撞，这也是影片里“月盾计划”失败的原因之一。

　　地球上的潮汐是月亮引力作用最明显的效应之一。科学家们已经研究证实，月球引潮力不仅能诱发地震、对人体健康和生物活动产生影响，而且对地球的天气气候也有影响。比如月球引潮力能使地球自转轴的倾斜角保持稳定，从而使地球的气候相对稳定。现在地球自转轴的倾斜角变化在5度以内，可如果没有月球，地球自转轴的倾斜角会以数百万年为一周期由0—50度变化，地球气候因而也会大幅度变化，最终将使地球成为生物无法生存的环境。

　　作为地球唯一的天然卫星，月球是未来旅行、生活的“桃花源”。地月引力的相互作用，是地球良好的内部循环的保障。

　　从科学的角度来看，《独行月球》中的“月盾计划”，有其原理上的可行性，但并不是应对小行星撞击的最优解法。就像影片的背景一样，小行星撞击是全人类共同面对的重大潜在威胁，科学家们也正在共同努力，探索小行星防御新路径。

　　目前，有五种较为主流的方式来应对小行星撞击。

　　第一招和“月盾计划”类似，是使用核武器将小行星炸成碎块，但碎块可能还会飞向地球。第二招是用飞行器拖走，不过这对于大尺寸小行星无能为力。第三招是利用激光烧蚀小行星，这一技术尚待发展。第四招是利用万有引力，缓慢改变小行星轨道，不过需要较长预警时间。第五招是目前技术最成熟可行的手段——动能撞击，即利用飞行器撞击小行星，瞬间改变小行星的速度，通过时间积累逐渐偏转小行星轨道。