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如果某天观测到有行星将撞击地球,经计算需要发射世界上所有核弹摧毁它,如何确保所有国家全部发射? 第1页

  

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将信息公开,协调美国、俄罗斯、中国制造超大型热核弹就是了,“确保”并不重要。

从题目给出的自相矛盾的前提,可以推出一切命题,例如“特朗普突然打出一个喷嚏,将那个小行星轰出了事件的地平线”,那之后的世界格局就搞笑了。

  • 没有人知道目前“世界上所有核弹”的具体当量,估计值在60亿到90亿吨TNT当量的都很常见,其大部分当量是拆开保存的。以90亿吨TNT当量计算,能炸毁的小行星的直径不到2.1千米,实在太小了。
  • 可以击中地球的太阳系小天体的极限速度是72千米每秒,直径2.1千米的小行星用这种速度无法给地球“毁灭性打击”,指望这玩意对人类造成毁灭性打击也是不够的。
  • 不过,如果其打中北美大陆,空气冲击波能击碎北美几乎所有的玻璃窗,窗玻璃厂要发财了。
  • 来自太阳系以外的小天体不属于小行星。

全球核武库并不是可以瞬间捏成一团的橡皮泥,人类的运载火箭也不是满大街都是的电线杆子,以人类现有的条件,并不能发射“世界上所有核弹”去拦截小行星。

拦截“能被世界上所有核弹的总威力摧毁的小行星”并不需要发射“世界上所有核弹”。比“摧毁”少得多的威力就可以将它偏转出撞击地球的轨道。

小当量弹头根本就不配参与这件事,不存在需要“世界上所有核弹”去拦截一个小天体的场合。奥浩哉在《犬屋敷》里的相关表现是草率的。


现实中的1967年,麻省理工计算了假设小行星1566伊卡洛斯(长轴1610米,质量29亿吨,1968年从距离地球60万千米处飞过)在15个月后击中地球的场合需要的对策“伊卡洛斯计划”,认为土星五号携带一亿吨TNT当量热核武器可以将其推飞[1]

  • 伊卡洛斯计划的最终版本要从阿波罗计划征用六枚土星五号,每次发射的间隔从几个月到几个小时不等。每枚火箭携带一个1亿吨TNT当量的热核弹头、一个改良的阿波罗服务舱和无人驾驶的阿波罗指挥舱,以便进行制导。弹头将在离目标表面30米处引爆,将小行星偏转并部分摧毁。根据每次爆炸对目标航向的影响和破坏情况来决定下一次飞行任务是否需要修改或取消。第六枚火箭的发射被设置在撞击前18小时。
  • 如果放任伊卡洛斯击中地球,其威力可达5000亿吨TNT当量,能瞬间杀死至少数百万人,夷平数百千米内的建筑物和树木,击中海洋的话会造成巨大的海啸,给数千千米海岸线上的城市造成严重破坏。它喷入大气的灰尘可能导致持续数年的撞击冬天。但显而易见,这无法消灭人类。

现实中的1995年,美国设计了10亿吨TNT当量的巨型热核武器,可以将直径1千米的小行星炸成宇宙尘埃,在有数个月准备时间的情况下可以偏转直径10千米的小行星,在有一年准备时间的情况下可以偏转彗核直径100千米的短周期彗星。你也可以不用这么大的单发弹头,而是多发射一些当量较小的弹头。

现实中的2020年,中国设计了用航天器偏转较小的小行星去撞击较大小行星的二段拦截方案,在有三年以上准备时间的情况下可以偏转直径10千米级的小行星。

在总体效果、成本、事故风险、操作难度和技术准备等指标方面,各种避免撞击的技术有不同的权衡。这些战略可以分为破坏延迟

破坏的目的是使目标天体变得无害,可以是将其粉碎、炸成大大偏离地球的碎片、炸成可以在大气中烧尽的长轴35米以下的碎片。破坏的方法例如核爆炸、航天器高速撞击,能迅速反应,在时间和金钱上的成本较低,通用于短时间和长时间的撞击威胁。一般不要求用巨大的核爆炸将目标蒸发。爆炸可以给目标相当大的冲力,改变其轨道。按照美国科学家计算,即使目标很大且是太阳系小行星典型的松散石堆结构,距离目标表面20米程度的一系列核爆炸还是可以将目标推离轨道而不是炸散成难以预测的散射大石头。2007年,NASA研究认为,在让小行星偏离地球方面,核爆炸的效果是目前任何非核手段的10倍~100倍[2]。2020年,中国研究认为,二段撞击可以让动能手段接近核爆炸的效果下限。

延迟则是让目标的速度改变,使其错过与地球相撞的时机。延迟的方法例如重力拖拉、附加推进器。这需要航天器飞到目标附近会合,然后花较长时间来改变目标的路径或速度。由于我们现有的航天能力还很初级,对于直径超过100米的小行星,要靠航天器以撞击或降落在上面安装推进器的方式去推偏轨道目前都是做不到的。将小行星刷成白色来改变受太阳照射与自身热辐射的效果、安装太阳帆、靠引力扰动之类更温柔的方法也起效更慢、需要长期预警,在目标没大到要命的时候很难期待。


100米外的100万吨TNT当量核爆的X线对直径100米~1000米、密度1500千克每立方米的小行星产生的速度变化[3]

在接近速度为5千米每秒~10千米每秒的小行星到地球还有500千米~5000千米时将其偏转出撞击范围需要的速度变化量:

在距离5000千米和更远的地方,500千克的热核武器载荷就能将目标推飞。

美国早已评价了核爆X线与中子流对小行星的作用[4]


对小行星、彗星等太阳系天体和地球的轨道关系、怎样拿火箭去打它们有兴趣的话,可以科学地上以下网站:

ssd.jpl.nasa.gov/

NASA的网页,可以从数据库取出信息模拟太阳系内所有已知天然物体的轨道,可以用NASA的自动计算得到用火箭登陆其他天体和送核弹去炸其他天体的任务方案。新发现的天体一般当天就会被添加。

对核武器有兴趣的话可以英文搜索引擎搜寻美国解密档案,或整一本这类的书看看:

参考

  1. ^ https://www.thespacereview.com/article/175/1
  2. ^ https://cneos.jpl.nasa.gov/doc/neo_report2007.html
  3. ^ https://space.nss.org/media/2007-Near-Earth-Object-Mitigation-Options-Using-Exploration-Technologies.pdf
  4. ^ https://www.nap.edu/read/12842/chapter/7#77



  

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