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“不速之客”若造訪地球,人類該如何防御?

發(fā)布時間:2022-08-08 15:49:00來源: 南方日報

  開心麻花出品的科幻喜劇《獨行月球》在熱映之外,也將一個嚴(yán)肅的問題擺在大眾面前——如果“不速之客”真的撞擊地球,人類該如何應(yīng)對?

  科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在可預(yù)見的未來,基本沒有“潛在威脅小行星”與地球相撞的可能,但科學(xué)家仍不敢大意。因為一旦地球這粒宇宙中的“微塵”與另一顆“微塵”發(fā)生撞擊,就可能“對人類居住地造成史無前例的區(qū)域性破壞”。

  在現(xiàn)實中,2022年4月24日“中國航天日”當(dāng)天,國家航天局透露,中國將著手組建近地小行星防御系統(tǒng),共同應(yīng)對近地小行星撞擊的威脅??茖W(xué)力量,能讓科幻變?yōu)楝F(xiàn)實。

  小行星撞擊地球威力有多強?

  《獨行月球》中,“月盾計劃”失敗,地球遭遇到了小行星π的撞擊。在看完影片后,中國科學(xué)院大氣物理所副研究員魏科思考的問題是,小行星π應(yīng)該有多大,才能讓獨孤月以為地球被毀滅?從其造成的遍及全球的燃燒來看,魏科判斷,“其尺寸估計比希克蘇魯伯撞擊的天體要大”。

  6600萬年前,一顆直徑約為12千米的小行星撞擊地球,撞擊時速度達到每小時10萬千米(約82馬赫,28千米/秒),撞擊地點在墨西哥尤卡坦半島的??颂K魯伯附近,因此這次撞擊也被稱作??颂K魯伯撞擊事件,這次撞擊終結(jié)了恐龍時代。

  “考慮到故事的順利進行,我估計,小行星π的直徑約為10到15千米。”魏科分析。在這樣的撞擊之下,地球上的生命演化進程和氣候狀態(tài)將徹底改變。在主角們及其子孫的有生之年,都不會回歸正常。地球氣候也會發(fā)生翻天覆地的變化,魏科將其歸結(jié)“黑暗世界、又干又冷、硫酸雨、更炎熱的世界?!?/p>

  在《獨行月球》中,被小行星π撞擊后,地球變成了一顆昏暗的星球,幸存的人類只能生活在地下。加州大學(xué)洛杉磯分校研究院研究員李金星說,在被巨型隕星撞擊的一段時間之內(nèi),煙塵會彌漫整個地球大氣,擋住地面的陽光,“片中場景中的地面大氣無法被人體呼吸,整個星球變昏暗的場景,是很有可能發(fā)生的?!?/p>

  “10千米級的隕石撞擊到地球,會帶來毀滅性的結(jié)局。”《獨行月球》科學(xué)顧問、中國科學(xué)院國家天文臺星云計劃研究員李然表示,如片中一樣,幸存的人類需要在很長一段時間內(nèi)佩戴能夠凈化空氣的設(shè)施,“在恐龍滅絕后,很長一段時間內(nèi)都沒有出現(xiàn)體積較大的動物,足見隕石撞擊地球?qū)ψ匀画h(huán)境的影響是持續(xù)性的。”

  事實上,哪怕十米級別的小行星,也可以對人類社會造成巨大傷害。

  2013年2月15日,俄羅斯車?yán)镅刨e斯克遭流星襲擊,致千余人受傷。NASA估算,在進入地球大氣層之前,這顆小行星尺寸為17米,其質(zhì)量為1萬噸,爆炸釋放能量約等于50萬噸TNT炸藥爆炸。

  “月盾計劃”真的可行嗎?

  1967年,麻省理工學(xué)院桑多夫教授在課堂上提出了一個設(shè)計:假設(shè)小行星“伊卡洛斯”將于18個月后撞擊地球,要如何防止災(zāi)難發(fā)生?學(xué)生們設(shè)計了使用當(dāng)時正在研制中的推力最強的土星5號火箭運載1億噸當(dāng)量核彈,使小行星偏離軌道或者炸開。

  當(dāng)然這只是紙上談兵,即使是在幾十年后。2010年時,美國科學(xué)院曾有報告認為核爆炸的具體防御方法可能還需要幾十年研究。不過頗為有趣的是,用核彈炸開來襲的天體的方式頗得電影創(chuàng)作者青睞,好萊塢災(zāi)難片《世界末日》《天地大沖撞》,甚至《獨行月球》設(shè)想的方法都大致類似。

  《獨行月球》中采取的辦法是用多枚大型核彈“月球之錘”直接摧毀隕星,并將發(fā)射基地選在了月球上。李金星認為,用核彈擊碎小行星或使其偏離撞擊地球的軌道,是可行的、現(xiàn)實的做法?!叭绻麚羲樾⌒行牵蛊淞殉稍S多較小碎片,那么每一塊撞擊地球的災(zāi)害就顯著減小,很多較小碎片也會在大氣中直接燃燒?!?/p>

  有科學(xué)人士就指出,這是一種“粉碎機式的思維”,會使碎片未來的隕星軌道更具不確定性。李然認為這種看法是有道理的,因為炸碎一個很大的天體后,很難去定向控制碎塊的運動軌跡,在電影中,核彈將小行星π轟炸后,地球再度面臨其碎塊撞擊的威脅,就是明證?!斑@些碎塊之間可能也會有碰撞,因而核彈撞擊的結(jié)果是不可控的。除非將隕石打得非常碎,且炸得很均勻,這就需要對武器有特殊的設(shè)計,比如能深入到巨大的天體內(nèi)部,從內(nèi)部把它炸碎?!?/p>

  也就是說,片中計劃能成功的前提,是我們能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測隕星被轟炸之后的變化,以及軌道如何偏離?!斑@需要建立在對隕星的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等精確探測,能準(zhǔn)確降落或轟擊目標(biāo)地點等基礎(chǔ)之上,如果發(fā)現(xiàn)隕星已經(jīng)較晚,可能是一場在沒有百分百準(zhǔn)備好的情況下執(zhí)行任務(wù)的豪賭。”李金星說。

  李然也提到,在片中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)小行星π的時候,留給人類的準(zhǔn)備時間只有八年,在時間緊迫的情況下,用核彈摧毀是操作起來相對快捷的方式,當(dāng)然它的前提是人類已經(jīng)有能力在月球上搭建基地。

  根據(jù)目前的技術(shù),要建立月球基地,所需要的花費非常高。1965年前后,NASA每年花在阿波羅計劃與相關(guān)聯(lián)的計劃的經(jīng)費為400億美元,相當(dāng)于美國全年GDP的5%,最近50年他們再未登月?!皩碓谶\載發(fā)射、生命維持等諸多方面成本大大降低之后,人類有可能會建設(shè)可駐留的月球基地?!崩罱鹦钦f。

  抵擋“地外來客”的嘗試

  根據(jù)NASA噴氣推進實驗室統(tǒng)計,截至2022年8月5日,已發(fā)現(xiàn)850個大于1千米的近地天體,以及10135個大于140米的近地天體。

  這其中,被認為有可能撞上地球的被稱為“潛在威脅天體”。在NASA噴氣推進實驗室的哨兵系統(tǒng)中,威脅最大的是直徑預(yù)計超1千米的(29075)1950DA,它曾經(jīng)的“巴勒莫撞擊危險指數(shù)”高達0.17,這意味著它“可能”在2880年撞上地球。但經(jīng)過觀察修正,這一指數(shù)很快下降為-2.05,這意味著撞擊的可能幾乎不存在。

  總而言之,至少在我們有生之年,“地外來客”產(chǎn)生重大影響的風(fēng)險似乎很小。但魏科說,對地球上的我們來說,地球被直徑幾千米以上的東西擊中的后果是極端嚴(yán)重的,所以,密切監(jiān)視天空并弄清楚其中的氣候過程是個明智的做法。

  對近地小行星的防御,目前的思想還是立足于早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早做方案。如李然所說,“當(dāng)它在距離地球很遠的時候發(fā)現(xiàn),那么我們就不需要采取非常激烈的手段?!?/p>

  對近地小行星撞擊地球的防御,科學(xué)家摸索的方案有很多種。

  他們設(shè)想過用長期作用力來緩慢改變小行星的軌道,包括用運動撞擊或動能撞擊,給隕星裝上動力裝置,給隕星裝上離子推進器等?!昂芏噱缧腔螂E星主要成分是冰塊,也有科學(xué)家設(shè)想過用火箭引擎、激光加熱的方法。”李金星說。

  但北京天文館名譽館長朱進說,科學(xué)家是有過一些概念性設(shè)想,但其實離實際的應(yīng)用還差很遠?!耙彩且驗槟壳斑€沒有發(fā)現(xiàn)有實際威脅的小行星?!敝爝M介紹,首次準(zhǔn)確預(yù)報小行星撞擊地球是在2008年10月6日,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)小行星2008TC3將在19小時后撞擊地球,并發(fā)出預(yù)報。結(jié)果這顆小行星如預(yù)期撞擊無人居住的蘇丹努比亞沙漠。不過這顆小行星尺寸不大,直徑僅4米左右,現(xiàn)在其一部分殘骸在北京天文館展出。

  “當(dāng)下,一些國家已經(jīng)實現(xiàn)了非常精準(zhǔn)地將飛行器發(fā)射到一個小行星上,并進行著陸。但具體怎么讓它的軌道發(fā)生偏離,現(xiàn)在仍處于設(shè)想階段?!崩钊惶貏e提到,2012年,我國嫦娥二號衛(wèi)星在完成既定繞月探測任務(wù)之后,與編號為4179的圖塔蒂斯小行星擦肩而過,并拍攝到該小行星照片。這也是國際上首次實現(xiàn)對該小行星的近距離探測。

  南方日報駐京記者 劉長欣 王詩堃

(責(zé)編: 常邦麗)

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