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如何阻止小行星撞击地球?

科普小知识2022-07-13 16:16:57
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想象一下,人类已经得到警告,一颗巨大的小行星可能在八年后撞击地球。我们能做什么?

目前,在可预见的未来,科学家们知道没有太空陨石会对地球造成严重影响。但是如果他们找到了,他们更愿意带头保护人类——所以他们通过设计一个假设的小行星撞击任务来排练。这次演习也是本周(5月1日那一周)国际宇航科学院行星防御会议的一部分。

如何阻止小行星撞击地球?

小行星

为了这次演习,美国宇航局的专家设计了一个场景,其中科学家发现了一颗小行星,这颗小行星将于2027年4月和2019年3月撞击地球。这是一个虚构但现实的情节,非常具体,因此科学家、工程师、决策者和应急管理专家一旦发现这种威胁,就可以解决科学家的问题和担忧。

当然,处理这种情况的一个关键部分是航天器。美国航天局希望将两种不同类型的任务结合起来:第一种是侦察任务,它可以帮助专家收集他们需要的数据,然后使他们能够尽可能自信地评估形势;第二个是缓冲任务,一旦情况变得紧急,它可以帮助扭转世界。

本周,当行星防御专家发布模拟数据的场景时,选择器很快得出结论,他们会立即开始计划缓冲任务,即使这些计划可能会因为更多的数据显示地球是安全的而被放弃。

他们还首次执行了一项侦察任务来收集数据。截至昨日(5月1日)——2021年12月30日,在模拟演习中——任务已经发回足够的数据。科学家认为小行星的撞击点在美国科罗拉多州丹佛附近。

不用说,全世界都不想失去利高市,所以调查数据意味着人类还有5年多一点的时间来避免这场灾难。但是将小行星撞击到新的轨道上是非常困难的。相反,关键在于减缓或加速它通过与地球轨道的碰撞点。

根据正在研究的这个场景的时间表,从发现到撞击有八年时间,行星防御专家有两个可信的计划。找一个像绊脚石一样的动力冲击器:在小行星的轨道上放置一架巨型飞机;小行星撞击飞机后会稍微减速。如果飞机足够大,它可以减慢小行星的飞行速度,使其错过2027年与地球的灾难性碰撞。

然而,有一个缺点:基于假设情况的细节,如果小行星不加速,那么人类必须非常缓慢地生存。他们不确定小行星的质量,但它的体积是260米乘140米,这意味着人类需要准备三个减速障碍物来完成它,为了安全起见,可能会有六个。

这些飞机障碍物需要在2023年左右发射,以确保地球的安全和健康。另一个担忧是:如果工程师在制造障碍物时使用了太多的力量,他们可能会在撞击后将小行星打碎,使地球的危机更加难以破解。

还有第二种缓冲任务——在小行星表面制造核爆炸,导致其部分表面蒸发,其余部分弹回。该计划也更适合科学家们仍然存在的许多问题,比如小行星的质量和结构。这种特殊爆破装置的效果是可以调节的,也就是说,离小行星越近爆炸效果越强,离小行星越远爆炸效果越弱。

幸运的是,参与模拟演习的美国宇航局团队有一个优雅的解决方案——如果这颗小行星大得惊人的话。首先,在6个月内建造并发射了两艘复杂的宇宙飞船。他们能够飞到假想的小行星上,并围绕它运行几年。这些探测器可以收集行星防御专家调整小行星攻击强度所需的信息。然后,建造并发射六艘障碍飞船在小行星的轨道上减速,并且飞船绕着小行星飞行可以监视这个过程。为了安全起见,该小组建议前两个宇宙飞船也应该配备核装置:一旦科学家知道小行星的所有细节,并且对其调整后的轨道不满意,这些核装置就可以一劳永逸地完成这项工作,前提是全世界能够就使用核武器达成共识。

当然,没有人想在现实生活中经历这样的情节。但是通过这个模拟,行星防御专家更加自信了。如果他们真的发现一颗小行星正朝我们飞来,那一定有解决办法。

这篇文章是从《生活科学》翻译过来的,由基于知识共享的翻译家迪哈德发表。