要論天然衛星的數目，我們的地球在太陽系裡可排不到前排。
土星和木星這些巨行星，動輒有幾十顆衛星環繞。2019年，土星還新發現了20顆衛星，一舉超過木星，成為太陽系已知衛星數目最多的行星。天王星和海王星也各有近二十顆衛星。
倒是在內太陽系的類地行星裡，地球勉強可以充充老大。
比我們離太陽更近的水星和金星，一顆衛星都沒有。外側的火星倒是有兩顆衛星，個頭都只有幾千米大小。而我們美麗的地球呢，也有兩顆天然衛星，其中一顆是我們熟悉的月亮，個頭比水星小不了多少……
嗯，地球有了一顆新月亮，不過並沒有圖上這麼誇張…… | Youtube
等一下！你是說，地球有兩顆衛星？除了月球，還有另外一顆？在哪呢，怎麼看不到！
別找啦。這另外一顆呀，也是迷你衛星，大小只有兩米，比肉眼能看到的最暗的星還要暗幾百萬倍。上個月剛被發現，不過可能它不習慣地球引力的束縛，下個月就要走了。
卡塔琳娜巡天的發現
2020年2月15日夜，一顆快速運動的小天體，突然出現在卡特琳娜巡天項目1.5米望遠鏡的視野，在4張照片序列中劃出4條短短的軌跡。
對於專門研究近地天體的卡特琳娜巡天來說，看到這種臨時飛過的小傢伙不算罕見，正在觀測的天文學家 Kacper Wierzchos 和 Teddy Pruyne 照例將其上報國際天文學聯合會小行星中心，標記為新發現的近地天體候選體。
小行星中心也照例通知全球參與合作的望遠鏡，做後續觀測，以便獲得其精確的運行軌道。
發現 2020 CD3 的4張30秒曝光的照片序列 | 卡特琳娜巡天，亞利桑那大學
兩位天文學家在上報的時候已經意識到，這傢伙移動速度太快了。4張照片序列的始末間隔約半小時，而它用這麼短的時間就走過了上圖8角分的視場，差不多相當於肉眼所見滿月大小的1/4。而且在每幅照片30秒的曝光裡，它也劃出了明顯的軌跡。這麼快速的移動，說明它很可能運行在地球鄰近的空間。
莫非是一顆路過家門口的近地小行星？
隨著全球其它天文臺的加入，觀測數據越來越詳細。一天之後，有天文學家率先在社交媒體上發文：它可能是幾年前被地球引力捕獲的一顆迷你月亮！並附上了22小時觀測數據擬合出的軌道。隨即，這一天體在網絡上激起熱烈的討論。
有人猜測它可能是在高軌道運行的人造天體，比如發射其它行星探測器時半路丟下的火箭助推器，亦或是高軌衛星。但是伴隨後續更多觀測數據的出現，它的軌道被測定得越來越精準，與人造天體資料庫裡的軌道記錄並不相符。
那有沒有可能是未被記錄在案的人造天體呢？相比於自然天體，人造天體往往會反射更多的陽光，因而軌道也會受到太陽光壓的顯著影響。而新發現的這個小天體，後續觀測數據顯示，它的軌道似乎沒有受到太陽光壓的明顯影響。因此，這種可能性也可以被排除了。
國際天文學聯合會小行星中心發表的 2020 CD3 電子通報
10天之後的2月25日，小行星中心發表電報，授予它臨時編號 2020 CD3，代表2020年2月前半月發現的第79顆小行星，並將其歸類為「被暫時捕獲的天體」，或者叫「臨時衛星」。
它是歷史上第二顆歸入此類的天體。
臨時衛星 2020 CD3 的混沌軌道
這塊體長約2米的臨時工…… 不對，是臨時衛星，之前不在這裡，未來也不久留，只是來地球的引力場中兜幾圈。小傢伙這麼隨性的運動軌跡，地球和月球同意嗎？
還真別說，這軌道就是地球月球一致同意的。
2020 CD3 的運行軌跡，從2017年開始環繞地球，到2020年4月從左下端離開。白色代表月球軌道 | Tony Dunn
根據現有的觀測數據，天文學家將 2020 CD3 放入地球月球共同的引力場中，對它做了回溯性數值模擬。結果顯示，大約在2017年前後，它才緩慢進入地球引力範圍而被捕獲，這一待就是3年。
受到地球和月球兩顆大天體的引力拖拽，它幾乎沒有穩定的周期性軌道，而是繞出了一團非閉合的混沌軌道。這意味著它運行期間，沒有哪段時間能夠安安心心地完整繞地球轉上一圈，倒確實像是個臨時工，把地球鄰近的空間逛了個遍。
如果沒有月球，被地球捕獲的小天體可能就像火星捕獲的兩顆小衛星那樣，會長久地留下來。事實上，由於月球的存在，被捕獲的小天體每一次靠近月球，都會被其引力踢一腳或者拉一把，一段時間過後，與月球過多的相遇，使小天體獲得過多的軌道能量，最終一定會逃脫地球的吸引。
這也說明，地球曾經捕獲和未來可能捕獲的小天體，都只能是「臨時衛星「，轉不了正的。
2020 CD3 的動態運行軌跡 | Tony Dunn
通過高精度的數值模擬，可以相對準確地縱觀 2020 CD3 過去和未來的軌道。
它離地球最近的時候，只有地月距離的1/5，大約比地球同步軌道遠1倍的距離，最遠時則跑到了4.5倍地月距離，幾乎就要逃脫地球引力。
把數值模擬的時間軸轉向未來，會發現它在1月中旬通過了自己的最後一次近地點，開始走上離開地球的軌道。
2月15日被發現的時候，它與地球相距大約30萬千米，稍近於地月距離，視亮度20等。
2月25日正式公布臨時衛星分類和編號的時候，它已經運行到2.5倍地月距離，視亮度23等，小型望遠鏡很難再觀測到它。
到4月初，它將完全離開地球的引力控制，重新成為一顆環繞太陽運動的小行星。
2020 CD3 的視亮度隨時間的變化 | Hanno Rein
這3年來，這顆迷你衛星一直相伴地球和月球左右，天文學家卻沒能及時找到，直到它跟地球說完再見，我們才碰巧發現了它，但已經來不及仔細研究了，不得不說有些遺憾。
僅有的兩顆「臨時衛星」
2020 CD3 是歷史上的第二顆地球的「臨時衛星」，第一顆是2006 RH120。它在2006年同樣由卡特琳娜巡天項目發現，1年之後的2007年離開了地球束縛，成為環繞太陽的小行星。
隨後的14年裡，全球新發現了上萬顆靠近地球的小天體，竟然沒有一顆是被地球捕獲的。好不容易現在又找到了一顆，人家都已經要離開了……
2006 RH120的動態運行軌跡 | HORIZONS System, JPL, NASA, Phoenix7777
想在未來彌補這樣的遺憾，首先要弄明白，它們為何如此稀有。
原因主要有以下幾點：
第一，存在時間短。正如前面討論 2020 CD3的混沌軌道，月球帶來的引力擾動，使它們圍繞地球運動的持續時間，大約只有數年。
第二，捕獲條件苛刻。在被地球捕獲之前，它們的軌道不僅要靠近地球，而且要和地球共軌道，在這個基礎上，以某些特定的速度和方向進入地球周圍，才能夠被捕獲，否則只會從地球周圍遙遠的地方飛掠而過。但值得注意的是，這些曾經被捕獲的小天體也傾向於重複捕獲。
第三，該類巡天項目遠未飽和。如果把夜空比作星辰大海，那這樣的搜尋就是大海撈針。搜尋的望遠鏡數量不夠多，或者說效率不夠高。以卡特琳娜巡天項目中1.5米口徑望遠鏡為例，它的視場為5平方度，已經算是相當大了。可與全天總面積41252.96平方度相比，這臺望遠鏡只能覆蓋萬分之一之天空。這臺望遠鏡30秒曝光的極限星等約21.5，無法看到尺度小於1米的小天體。巡天項目的不足，導致大量的候選天體錯過發現窗口。
這一條也是最重要的原因。
正在建設的薇拉·魯賓天文臺 | LSST Project/NSF/AURA
近年的一些研究顯示，地球暫時捕獲小行星的概率可以達到0.2%~0.3%，考慮到今天估計的近地小行星數量為百萬到千萬顆，那麼地球周圍每時每刻都可能存在至少一顆長約1米的臨時衛星。只不過它們太暗了，無法觸及今天大多數巡天項目的靈敏度極限。
好在薇拉·魯賓天文臺的大型綜合巡天望遠鏡即將建成。在開始觀測的第一個10年中，它有望發現大批地球的臨時衛星。
2016年8月22日，一顆低速進入大氣層的火流星被澳大利亞南部的火流星監測網記錄到。依據它緩慢的速度猜測，它的前身可能是地球的臨時衛星，大小約20釐米 | Shober et al.
空曠的地球軌道
2020 CD3 是卡特琳娜巡天項目發現的。這個巡天項目的科學目標，是發現和追蹤近地天體，分析它們的軌道、大小和成分，研究它們的統計分布和軌道的動力學演化。如果它們的軌道和地球相交，最近距離小於20倍地月距離，且直徑大約140米，則被歸類為對地球的潛在威脅天體。
截止目前，記錄在冊的近地小天體大約有兩萬顆，其中潛在威脅天體有9%，大約兩千顆，數量不算多。通過持續的跟蹤觀測，對於直徑百米以上的大傢伙，軌道預測已足夠精準，在未來的100年裡幾乎沒有可能撞上地球。
算上全部已知的近地天體，直徑大於1千米的共有約1000顆。而在火星和木星軌道之間的主小行星帶裡，同樣大小的小行星數量有100萬顆。相比之下，地球軌道周圍算是相當空曠了。
夏威夷莫納克亞北雙子天文臺8米望遠鏡拍攝的 2020 CD3，位於中心處。由於它相對背景恆星高速移動，當望遠鏡在跟蹤 2020 CD3 觀測時，原本不動的背景恆星此時劃出與 2020 CD3 運動相反方向的軌跡。觀測使用了紅綠藍三個通道，因此恆星軌跡為紅綠藍三色 | Gemini Observatory/NSF/AURA/G. Fedorets
只考慮2020 CD3 這種汽車大小的近地天體，目前的發現數量約有一萬顆。
其中有多少能飛掠地球附近呢？
如果將範圍限定在地月距離，過去1年里約有50顆飛掠。想像一下，在38萬千米為半徑的圓盤上停了50輛小汽車，又誰能察覺呢？
如果將範圍縮小到地球本身，那麼每年將只有一到兩顆闖入地球大氣層，隨後會化作一顆火流星，在高層大氣中燃燒殆盡，幾乎不可能有隕石墜落地面。
地球就運行在如此空曠的太空之中。為了研究太陽系裡的小行星，美國NASA發射了冥王號入軌直徑500米的近地小行星貝努，進行採樣返回，任務持續7年；日本則相繼發射了隼鳥號和隼鳥2號，分別對近地小行星糸川和龍宮進行採樣返回，每項任務也是6到7年。
2018年，NASA的冥王號飛抵小行星貝努（左），當時JAXA的隼鳥2號（右）正在小行星龍宮考察 | MASA Planetary Log
看著此刻剛剛離開地球的 2020 CD3 ，再回想一下 2006 RH120，科學家不禁產生出了一個新的腦洞 —— 與其設計複雜的軌道登陸遙遠的小行星，為什麼不就地探訪送上門來的小行星呢？
一方面，諸如LSST這樣的大口徑高效率巡天項目即將上線，可以帶來前所未有的高精度近地小天體軌道數據，或許還會發現大批量被地球捕獲的臨時衛星和海量低速飛掠地球的小行星。後續的長期監測，甚至能追蹤它們再次被地球捕獲的可能。
另一方面，在不遠的未來，可以預期各國的國有航天和全球的民營航天也將繼續提升火箭發射效率，做到隨時等候發射。一旦這類小天體的軌道合適，即可啟程開展探測任務。
未來，在地球的家門口，說不定就能進行小行星採樣，甚至採礦了。
到時候，地球已知天然衛星的數目，說不定真的有希望跟那些巨行星一較高下了呢！