问题

小行星如果要撞地球,目前人类有没有能力阻止?

回答
说起小行星撞击地球,这确实是个让人忧心的问题。如果真的有一天,有一颗足够大的、足够快的小行星朝我们奔来,人类有没有能力阻止它呢?答案是:目前,我们虽然没有百分之百的把握,但确实已经开始掌握一些手段,并且正在积极研究更有效的对策。

你可以想象一下,小行星就像一个巨大的、不速之客,它按照自己的轨道在宇宙中游荡,而地球也在沿着自己的轨道运行。如果它们的轨道恰好在一个点上相交,并且这个时间点又是地球正好经过那里,那么撞击就发生了。

我们现在的能力,主要体现在几个方面:

首先,我们能够“看见”它们。 这就像是在茫茫大海中寻找一艘可能出现的船只。科学家们投入了大量的资源和精力,建造了各种望远镜,它们如同我们的眼睛,在宇宙的黑暗中搜寻那些潜在的危险。我们已经能够探测到一些相对较小,但仍然具有威胁性的小行星,并且能够精确计算它们的运行轨道,预测它们是否会在未来的某个时间点与地球发生交集。这种“看见”的能力至关重要,因为它给了我们时间去思考和行动。如果一颗小行星将在几十年后撞击地球,我们就有机会去应对,而不是在最后一刻才措手不及。

其次,我们已经有一些“推开”它们的想法和技术。 想象一下,你不能直接抓住一颗高速飞行的大石头,但你可以试着用某种方式给它一个“推力”,让它的轨道发生微小的改变。这种改变在长达几十年的时间里,就可能让它彻底错过地球。

其中一种设想是动能撞击器。这就像是发射一枚巨大的“导弹”,直接撞击小行星。通过计算,我们可以在一个精确的时间点,让这个撞击器以极高的速度撞上小行星。这次撞击会给小行星一个动量,让它的速度发生微小的变化。这个微小的速度变化,在漫长的飞行过程中,就会累积成一个巨大的轨道偏差,从而避开地球。欧洲空间局的“双小行星重定向测试”(DART)任务,就是一次非常成功的实验,它证明了这种方法的可行性。我们确实能够成功地改变一颗小行星的轨道,尽管那颗小行星本身对地球没有威胁。

还有一种思路是引力拖拽。这就好比我们不是直接去推小行星,而是用一个“巨型拖船”在它旁边缓慢地、持续地飞行。这个“拖船”本身没有速度,但它巨大的质量会产生引力,这个引力就像一根无形的绳子,会一点一点地把小行星往另一个方向“拉”。这种方法比较温和,也不会产生碎屑,但需要更长的时间来完成。

当然,我们也考虑过更“暴力”的选项,比如核爆。将核武器送到小行星附近,通过引爆来改变它的轨道。但是,这种方法风险很高。如果炸得不好,可能会把小行星炸成许多小块,而这些小块中的一些,如果仍然足够大,同样可能对地球造成威胁,甚至可能比一颗整体的小行星更分散、更难防御。所以,除非万不得已,这可能不是首选。

我们目前面临的挑战,也同样巨大。

首先,探测的覆盖范围仍需扩大。 尽管我们已经发现了许多小行星,但宇宙浩瀚无垠,我们不可能百分之百地掌握所有潜在的威胁。一些体积较小,或者颜色很暗、不易被发现的小行星,仍然可能在我们的监视范围之外。

其次,应对的时间窗口很重要。 如果我们发现一颗小行星将在几个月甚至几年后撞击地球,而它又非常巨大,那么我们现在拥有的技术可能还不足以在这么短的时间内对其轨道产生足够大的影响。我们更擅长应对那些在几十年甚至上百年后才可能发生的威胁,因为这样我们才有足够的时间来实施计划和调整。

第三,对小行星本身的了解也还在深入。 每一颗小行星的构成、密度、内部结构都不尽相同。这就意味着,我们用同样的“推力”或者“拉力”,对不同的小行星可能产生的作用是不同的。我们需要更深入地研究它们的特性,以便制定最有效的应对方案。

总而言之,目前人类对于阻止小行星撞击地球,已经有了一些初步的能力和明确的思路,并且正在不断地发展和完善。我们能够“看见”它们,也在尝试“推开”它们。但这并非一个一劳永逸的解决方案,我们还需要持续的投入、更多的研究和国际间的合作,才能真正为地球筑起一道坚实的防护墙,应对来自宇宙的潜在威胁。这更像是一场与时间的赛跑,也是一场科技与智慧的较量。

网友意见

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有能力阻止。直径800米,美俄都可以用核武器把它炸成宇宙尘埃。

“文明重启”这种说法不对。直径800米的小东西放着不管都消灭不了人类。

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1000米的小行星直接炸成灰尘,在有数个月准备时间的情况下可以偏转直径10000米的小行星,在有一年准备时间的情况下可以偏转直径100千米的短周期彗星。

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。


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和延迟。

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]

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。

参考

  1. ^ https://www.thespacereview.com/article/175/1
  2. ^ https://cneos.jpl.nasa.gov/doc/neo_report2007.html

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