面对陨石撞地球的末日,人类其实很无力

极客公园 2017-07-15 20:31 阅读:3056
摘要:作者:无论看起来多么遥远,人类对陨星撞地球这件事的恐惧和幻想从没停止过……无论是《绝世天劫》还是《世界末日》,陨星撞击地球总是好莱坞经典末日电影的好题材。这一类来自外太空的威胁在地球46亿年的漫长历史

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无论看起来多么遥远,人类对陨星撞地球这件事的恐惧和幻想从没停止过……

无论是《绝世天劫》还是《世界末日》,陨星撞击地球总是好莱坞经典末日电影的好题材。这一类来自外太空的威胁在地球 46 亿年的漫长历史中不算少数,而在相对短暂的人类历史上,灾难性的陨星冲击还没出现过,但这种威胁始终像是悬在头上的达摩克利斯之剑,随时可能终结人类文明。

不久前 NASA 宣称要研究预防这类灾难,而就在上周 NASA 真的公布了他们的实施计划 DART(Double Asteroid Redirection Test),一个用卫星去撞陨星的计划。

大胆的实用计划

这次实验将给未来人类防御陨星提供宝贵数据,这是一个看起来大胆的实用计划。

目前 NASA 的这一计划已进入初步实施阶段,NASA 计划将卫星送往一个名为 Didymos(双子)的双陨石系统,并尝试用卫星撞击其中一颗较小的陨石,以测试卫星撞击陨石改变轨道的真实效果,对这个计划进行评估。

而根据已有的资料显示,组成这个 Didymos 双陨石系统的两颗陨石,大的那颗直径约为 780 米,而较小的那颗直径约为 160 米左右,这颗小的陨石如撞击地球产生的效果预计与 1908 年发生在俄罗斯的通古斯爆炸相当,相当于 1000 万~1500 万吨 TNT 炸药,超过 2150 平方公里内的 8 千万棵树被焚毁倒下,其爆炸能量是 1945 年广岛原子弹爆炸的能量的 1000 倍。

所以就算是 Didymos 系统中较小的那颗陨石真的撞上地球,也将给撞击区域人类带来毁灭性打击。

因为 Didymos 陨石会在 2022 年和 2024 年两度靠近地球,虽说通过计算,这两颗陨石完全没机会撞到地球,但却给 NASA 提供了一个绝佳的测试目标,其靠近地球最近的距离将比月地距离还近,所以无需太多的能量,就能进行这次撞击测试。

DART 计划中,发射的卫星在发射后将依靠自带的空间导航系统锁定 Didymos 系统中较小的那颗陨石,最后以每秒 6 公里的速度撞击陨石。计划依靠高速带来的极大动能改变陨石的飞行轨道。因为 Didymos 系统中,小陨石是围绕着大陨石旋转的,而不是太阳。所以避开了太阳引力的锁定,撞击带来的改变效果可能更容易可以被观测到。

这次实验如果被证实有效,就算效果不是最完美的,但至少人类在未来面对陨星时也多了一种有把握的防御方式,而不只是束手待毙的绝望。

无力感才是主旋律

其实面对陨星,人类不仅手无缚鸡之际,而且还是个瞎子。

缺乏有效应对手段一直让人类面对陨星很被动,面对来自深空的威胁,伴随人类的始终是无能为力的恐惧。这种无力感不只是在防御手段上,甚至在探测和预警阶段人类也没什么太可靠的方式。

2013 年 2 月 15 日在俄罗斯车里雅宾斯克地区上空爆炸的那颗小行星,其爆炸的冲击波传播至地面,造成约 1200 人受伤其中包括超过 200 名儿童。虽然曾有小道消息称 俄罗斯军方已经探测到这颗陨石,但认为它将在大气层中烧毁,没有必要发布警告,所以并没有发布预警,但这样的说辞其实更像是事后补救的说辞。

目前任何国家都没有能力解决小行星和陨石威胁地球的问题,包括美俄。俄罗斯安全专家伊戈尔·科罗特琴科曾表示美俄现有的防空反导系统都无法 (全面) 检测到小行星的威胁。因为在陨星的监测能力上人类都很差,往往只能被动应对,等发现时很可能已经来不及制定周全可靠的应对计划了。

人类对近地小行星的发现目前仍处于半瞎状态,即使是对存在潜在碰撞危险的 100 米直径以上的近地小行星,目前也只有 20-30% 被探测到,更不用说几十米、十几米甚至更小的陨星了。

目前人类对陨星威胁的观测主要依靠巡天光学望远镜,雷达作为补充,但目前两者都不成熟。

首先石质多变的陨星对雷达波的反射各有不同,容易造成较大误差;另外面对遥远的地外宇宙空间,雷达的功率也是限制其监测的一个屏障。而理论上为了得到更精确的结果,需要雷达天线孔径尽可能的大、波长尽可能的小,带宽尽可能的宽,持续观测时间尽可能的长,这些要求与快速巡天探测遥远的未知小行星都是矛盾的。

其次作为主要探测手段的天体探测望远镜还远不够成熟,目前已有的天体探测望远镜探测能力都太有限,虽然现在美俄等各大国都在加强建设相关的大口径近地小行星搜索望远镜以及后端的数据中心和数据处理与研究中心,但还远达不到防卫地球所需要的能力。而且各国之间没有达成一个很好的协作,盲区太多,无法形成一个完善的监测网络。

人类对小行星的监测预警尚且不完善,拦截能力更是无从说起。

制导核弹是最后底牌

在目前人类能够明确应对陨星的手段中,核弹可能是相对最稳妥可靠的。

人类在面对太空威胁的时候,曾提出过很多方案,其中包括了弹道导弹防御系统、动能碰撞技术(就是这次 NASA 的卫星撞陨石计划)、气化激光阵列。但这其中,真正实用的计划并不多。

其中弹道导弹射程有限、大当量核弹难以精确送达深空、动能碰撞威力有限、气化激光整列(在太空建立一个巨大的天基激光阵列,利用太阳能发电再转换为激光烧毁小行星)短期内技术无法实现。

到最后剩下的依旧是人类最仰仗的超大当量核弹,通过制导将小型化的核弹头送到陨星附近爆炸,虽然因为缺少了大气的助推核弹在太空中的威力小的可怜,但只要杀伤半径内爆炸依旧能获得不错的效果。

根据美国洛斯阿拉莫斯实验室专家的建模分析,一个 10 万吨级核弹头在距离 100 米直径球形小行星 70 米处爆炸时,可以使小行星表面物质融化并分离,即使核心部分的物质也可有每秒 20 厘米的偏移速度。这个速度足以让一颗陨星在 4、5 个月内避开地球。

但遗憾的是,这样的建模无法准确评估陨星的内部组成和结构等因素,不确定性很大,而且如果当发现来袭的陨星飞抵地球的时间少于一个月的话,人类对此仍然是无能为力的。

因为本身技术所限,也由于缺乏足够数据支撑,在预防陨星袭击方面人类始终没有什么太好的办法。这也就让 NASA 这次利用卫星撞击地球的实验数据显得弥足珍贵,毕竟这样的测试机会少之又少,而如果只是等待足够强大的武器或完善的监测方案出现,那将是遥遥无期的。

早优夫斯基

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