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自然灾害之一小行星撞击地球

2017-11-21 17:48:12 来源:

 

       请各位想象这样的情景:有一天观测证实有一颗小行星正在朝着地球飞来,即将撞上地球,你将会是什么反应?此时,世界各主要航天大国之间达成共识,必须合力阻止撞击事件的发生。而接下来事情将如何发展,在很大程度上就取决于在撞击发生之前我们还有多少应对时间了。在所有的选项中,任何一个选项都不是容易做到的,并且其中至少有一种方案将需要人类使用核弹。

  大型陨星撞击事件是非常罕有的,上一次规模较大的陨星撞击发生在1908年的西伯利亚通古斯地区,科学家们认为当时有一颗小天体在冲入地球大气层之后在距离地面上空大约10公里的高度上发生爆炸,摧毁了地面上大面积范围内的森林。

  根据估算,类似1908年通古斯大爆炸事件这样规模的撞击事件大约每隔数百年会发生一次。好在西伯利亚非常荒芜——即便是在今天也几乎仍然如此,当地人口只分布在稀疏散落各处,规模很小的定居点内。而如果造成通古斯大爆炸的那颗小天体撞击地球的时间再晚5小时,那么它撞击的地方将会是圣彼得堡,造成的人员伤亡和损失将会不亚于一次超级核弹袭击。

  地球防御

  在不久之前我们体验了一次这样的噩梦场景,尽管规模小得多。在2013年,俄罗斯车里雅宾斯克附近,一颗小天体在距离地面上空大约30公里高度上解体爆炸,强烈的冲击波在地面上造成大量窗户玻璃破碎,超过1400人被碎玻璃和其他溅射物割伤。据估算,车里雅宾斯克陨星事件释放出的能量大约相当于一颗50万吨当量的核弹,这大约是二战时期美国投掷在日本广岛的原子弹威力的20倍以上——所幸其发生爆炸的高度较高,因而对地面的破坏相对有限。类似这种规模的撞击事件频率就要高得多,从概率上讲大约每年都会发生三次左右,但其中的绝大部分都发生在一些没有人烟的偏远地带或者海洋上空,因此我们不会注意到它们。因此,对于我们来说,问题不是陨星撞击事件会不会发生,而是什么时候发生。

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  各国政府对这类问题有着严肃考虑,并采取了一系列措施为这样的情况做好准备。以美国为例,就在今年1月份,美国宇航局(NASA)就成立了行星防御协调办公室(PDCO),负责小行星监测并与其他航天机构进行相互协调,共同探讨对外来天体撞击地球风险的应对策略。

  美国宇航局行星防御办公室主管林德赛·约翰森(Lindley Johnson)表示,目前,PDCO办公室的主要精力集中在对潜在危险目标的探测方面,在多个不同的观测项目之间进行协调工作。这样做的原因很简单:你没法做任何具体的应对工作,除非你首先明确构成威胁的小天体的具体位置。约翰森表示:“我们努力做到能够提前数年,乃至数十年发现并识别潜在威胁天体。”一旦对地球构成威胁的天体目标被确认,正式的应对策略就将随之开始制定。

  方案一:撞击器

  其中最简单直接的应对方式被称作“行星台球”( planetary billiards)。顾名思义,它的基本原则就是发射一颗质量较重的物体,或者干脆让飞船本身去撞击来袭小天体,目的是使该小天体轨道发生轻微偏移,从而使其错过撞击地球的路线。

  在未来数年内,欧洲空间局(ESA)就将与美国宇航局联合开展相关技术验证工作,项目名称是“小行星撞击与偏移评估”(Aida)。该项目将包含两艘飞船,其中一艘被称作“小行星撞击器”(Aim),它预计将在2020年下半年发射升空;另一艘飞船名叫“双小行星偏移测试”(Dart),预计在2021年发射升空。

  预计到2022年,探测器将抵达一颗“双小行星” 65803 Didymos,这颗小行星的独特之处在于它由两个部分组成,除了本体之外,还有一颗小小的伴随卫星,名叫“Didymoon”。其本体直径大约780米,卫星直径大约170米。这两者之间的距离非常近,距离只有大约1100米,每隔大约11.9小时相互绕转一周。按照计划,Aim飞船将抵达这颗独特小行星附近并开展绕飞,对其成分进行探测,同时等待Dart探测器抵达。而一旦Dart飞船抵达,它将撞击这颗小行星的卫星,此时Aim飞船将全程观察撞击导致的结果。整个项目的目的是想要了解人类能够在多大程度上改变一颗小行星的轨道,并且不至于将其推入一条可能威胁地球的轨道。

  读者可能会觉得这颗小行星太小了,那么请参见以下事实。测算显示,美国最著名的亚利桑那州巴林杰陨石坑可能是由一颗直径仅有小行星 “Didymos”1/3左右的小天体撞击形成的,其形成的撞击坑直径超过1200米。如果“不起眼”的小行星卫星“Didymoon”以大约每秒15.5公里的速度撞上地球——这是这颗小天体撞击地球的最小速度——它将释放相当于200万吨当量核弹的能量,能够轻易摧毁一座城市。而如果其以最大速度撞击(约为34.6公里每秒),则将释放相当于400万吨当量核弹的能量,这相当于200颗广岛原子弹的威力!

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