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地球會被小行星撞擊嗎?如果小行星撞擊地球人類有應(yīng)對措施嗎?

2023年5月8日,NASA發(fā)現(xiàn)了一顆小行星2023 CL3(直徑大約200米)正在以8.2萬公里每小時的速度靠近地球,預(yù)估5月24日將掠過地球,距離地球最近的距離為724萬公里。

很多人擔(dān)心小行星會不會真的撞上,有可能造成什么樣的結(jié)果。

其實這個擔(dān)心是多余的,首先,724萬公里相當(dāng)于地球與月球的距離的24倍,地球與月球的距離用草圖大概可以理解為這樣——

這顆小行星的預(yù)估距離相當(dāng)于圖中距離的24倍,相當(dāng)?shù)剡b遠(yuǎn)。

我們再來看一個多年前的例子,2004年的時候,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個近地小行星阿波菲斯(小行星代號99942),直徑寬約270米(比這一次的還大),預(yù)計在2029年距離地球五萬八千米處飛過,其預(yù)測撞擊概率為2.7%。

對于這個可以說和地球擦邊而過的小行星,美國和俄羅斯專家的對于它的預(yù)估是——

預(yù)期撞擊威力不值得在不確定會打中人類居住區(qū)的情況下進(jìn)行攔截。

NASA和加州理工大學(xué)合作的“哨兵系統(tǒng)(Sentry)”,用于監(jiān)視關(guān)于未來一定時間內(nèi)有可能撞擊地球的近地天體,并計算撞擊的可能性和潛在的嚴(yán)重程度。

該數(shù)據(jù)庫只會收錄巴勒莫夫指數(shù)(評估近地天體威脅的科學(xué)指數(shù))較高的小行星,而這顆2023 CL3威脅較小,甚至沒有被哨兵系統(tǒng)認(rèn)定有威脅并收錄在內(nèi)。

其實很多人擔(dān)心的并不是這一顆小行星,而是小行星這個群體撞擊地球時我們?nèi)祟愑惺裁磻?yīng)對措施嗎?

這樣的擔(dān)心并非空穴來風(fēng),1991年,在墨西哥尤卡坦半島發(fā)現(xiàn)了形成于白堊紀(jì)和第三紀(jì)末期直徑約200公里的隕石坑,這一顆預(yù)計直徑10千米的滅世級小行星讓曾經(jīng)的地球霸主恐龍滅絕。

截至2023年4月,太陽系內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的小天體接近120萬顆,其中有2320顆潛在威脅小行星分布在地球周圍。

對于此,人類其實是有所防范的。

小行星預(yù)警

小行星防御是人類進(jìn)入20世紀(jì)以來從未停下腳步的計劃,除掉上面提到的哨兵系統(tǒng)外,最重要的就是聯(lián)合國成立的小行星預(yù)警網(wǎng)(IWAN)。

這些計劃通過對近地天體搜索和跟蹤監(jiān)測,獲得其軌道測量和特征測量數(shù)據(jù),根據(jù)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行評估在宇宙中漂流的小行星撞擊地球的可能性。

如以人類現(xiàn)在的觀測能力,假設(shè)出現(xiàn)能夠毀滅恐龍的小行星(直徑10千米左右),那么將會在木星軌道外就會被人類發(fā)現(xiàn)并跟蹤。

現(xiàn)在的觀測數(shù)據(jù)下,太陽系里沒有什么奔著地球來的大型目標(biāo),幾百年內(nèi)連直徑1000米的有效威脅對象都找不到。

退一萬步說,真的有一顆小行星徑直地沖著地球來,撞擊概率被確定為100%,人類有辦法防御嗎?

結(jié)論是——

完全有能力防御。

小行星防御計劃

從1967年以來,美國及蘇聯(lián)的眾多學(xué)者開始提出小行星防御方案,通過測算火箭與熱核武器在太空中的不同防御措施。

在總體效果、成本、事故風(fēng)險、操作難度和技術(shù)準(zhǔn)備等指標(biāo)下,把避免撞擊的技術(shù)戰(zhàn)略分為了延遲和破壞。

延遲是通過溫和的手段,讓目標(biāo)的速度改變(減速或加速),錯過與地球撞擊的時機,如通過發(fā)射航天器都目標(biāo)周圍,通過附加推進(jìn)器的方式,來改變小行星軌道。

由于我們現(xiàn)有的航天能力較低,對于直徑超過100米的小行星就無法通過安裝推進(jìn)器的方式來改變其軌道,主要辦法就是破壞

破壞指的就是直接把小行星變得無害,通過將其粉碎、炸成直徑35米以下能夠在大氣層中燃盡的碎片、爆炸撞擊改變路徑等。

在人類進(jìn)入熱核武器時代后,人類擁有了威力更大的炸彈,雖說在地球上的小心用,但是在太空中就不需要擔(dān)憂。

現(xiàn)有的破壞方式包括:核爆炸、航天器高速撞擊等,這些方案能夠讓人類迅速反應(yīng),在短時間內(nèi)能做到且成本較低。

一般來說,破壞不要求用巨大的爆炸將其蒸發(fā),按照美國的科學(xué)家計算,小行星大多是松散石碓結(jié)構(gòu),可以在距離目標(biāo)20米的地方利用核爆將其推離軌道,而不是炸散或直接炸成灰。

據(jù)估算,100萬噸TNT當(dāng)量的核爆能夠產(chǎn)生的X線直徑為100—1000米,對于密度1500千克/立方米的小行星能夠產(chǎn)生足夠的速度變化——

毀滅恐龍的“滅世級”小行星,只需要6—12枚120萬噸TNT當(dāng)量的熱核武器就能夠?qū)⑵渲苯哟碉w出撞擊軌道。

1967年的時候,小行星伊卡洛斯(直徑1610米,質(zhì)量29億噸)成為威脅,預(yù)計15個月后從距離地球60萬公里的軌道飛過,如果其軌道偏轉(zhuǎn)直接擊中地球則會產(chǎn)生5000億噸TNT當(dāng)量的爆炸,瞬間殺死數(shù)百萬人,百年內(nèi)對地球環(huán)境造成不可磨滅的影響。

美國為了應(yīng)對伊卡洛斯可能擊中地球,產(chǎn)生了“伊卡洛斯計劃”——

伊卡洛斯計劃的最終版本計劃使用六枚土星五號火箭,分幾個月間隔發(fā)射,每一枚火箭攜帶一個1億噸TNT當(dāng)量的熱核彈頭,在距離目標(biāo)30米處引爆,根據(jù)每次爆炸對目標(biāo)的破壞情況決定下次飛行任務(wù),該計劃能夠完全避免小行星伊卡洛斯的撞擊。

到了1995年的時候,美國針對小行星設(shè)計了10億噸TNT當(dāng)量的熱核武器,可以將1000米直徑的小行星直接炸為灰塵。

同時,在有1年準(zhǔn)備時間的情況下,人類能夠有效偏轉(zhuǎn)100千米的短周期彗星。

1995年的時候,都不用說小行星,人類的科技手段已經(jīng)能夠偏轉(zhuǎn)短周期彗星了,更何況30年后的現(xiàn)在。

結(jié)語

2018年,中國作為正式成員正式加入了國際小行星預(yù)警網(wǎng)。

2023年4月25日,中國航天大會的首屆深空探測國際會議上,中國備受矚目的近地小行星防御計劃也終于公開,開始實踐國家航天局發(fā)布的八大行動聲明之一:

“防御近地小行星,為保護地球家園貢獻(xiàn)中國力量”

預(yù)計在2030年,將對小行星進(jìn)行動能撞擊,直接撞擊采集數(shù)據(jù),為后續(xù)消除小行星威脅提供寶貴的經(jīng)驗。

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