小行星防御是杞人忧天?现在动手都很紧迫!昨天,国家航天局副局长吴艳华表示,我国将着手组建近地小行星防御系统,以应对近地小行星撞击的威胁。
那么,小行星防御意义何在?
目前人类有手段防御小行星袭击吗?
所谓反小行星的超级武器应该长什么样?
小行星防御意义何在
小行星防御这个话题,其实在专业领域已经不是一件新鲜事了,我们国家虽然近几年才成立了小行星防御的有关研究机制,但是在国外,这方面的学术研究已经开展了数十年。无论美国还是欧洲,对于这个话题都非常重视。
这并不是因为他们杞人忧天,主要是因为小行星撞击地球所引起的后果是非常严重的,虽然根据有关科学研究的说法,直径6千米的小行星撞击地球,引发类似于恐龙灭绝那么严重的后果,这种事可能要上亿年才会发生一次,但是这并不意味着,我们不需要担心这种事。
年5月3日,有一颗直径米的小行星,和地球轨道交会,当然是没撞上,但是根据轨道预测,它会在年再次来访,从距离地球万千米的地方飞掠。这听起来是不是太远了一点,但是这颗编号为GY48的小行星,轨道半长轴是2.4亿千米,如果在今后的二三十年里,它的轨道受到了一定的干扰,轨道偏心率小那么一点点,就可以把这多万千米的安全距离消除掉,直奔地球而来。造成这种巨大变化的未必是什么惊天大事,只要有另外一颗小行星轻轻一碰,或许原本无害的小行星就变成了地球杀手。
或许有人会说,人类从有历史记载以来,没有发生过什么很可怕的小行星撞击事件了。规模最大的两次,就是年的小行星撞击事件。
人类的历史记载,即使从古埃及那里开始算,至今也不过只有多年。在宇宙多亿年的历史长河中,这么一点时间,简直就是电光火石的一瞬即,使用地球46亿年的历史来衡量,年也不过是零头的零头罢了。
而且有相当多的研究者认为地球上之所以会存在生命,其实还是小行星的贡献。是小行星把水和碳这两种物质从宇宙里带到了地球上,没有小行星的撞击,可能地球上根本就不会有生命的,然而这种事情发生一次就够了,我们真的不需要让小行星在地球上重新制造一遍生命。
人类有何办法预防小行星?
如果真的有这么一颗小行星直奔地球而来,那么人类有没有办法把它推开呢?答案可能是让人失望的,目前为止人类所拥有的技术,没有可能把小行星挡在我们的大气层之外,我们甚至不能够有效的观察和监视,到底有多少小行星形成了潜在的危险。所以从国外研究的重点来看,近期主要工作是先发射小行星观测卫星,把近地小行星的情况摸清楚,持续监视。如果GY48真的冲地球来了,那么人类有什么办法能够让它改变方向呢?
在年行星防御论坛上,专家们提出了激光烧毁、太阳帆牵引等办法,很显然,这都不可能对付超大小行星。只能用氢弹炸毁或者是动力牵引的方式,才能够让它离我们远一点。我们把GY48假想成一个标准球体,如果按照地球的平均密度来计算,它的质量将近15亿吨,GY48的速度,是每秒23.6千米,如果我们想让它偏离0.5度,那么至少要施加超过米每秒的速度增量。如果我们把这个数字说给航天控制工程师听,他几乎要休克过去,
反小行星超级武器长啥样?
15亿吨乘以米每秒这个冲量数字,就是防御小行星的物理理论基础,解决这样的难题是地狱级的,这可不是战争这种过家家一般的军事对抗,小行星的防御对象是宇宙天体,这是在用人类技术科学去解决天文数字难题。
而且,我们还没计算,如何把这么多氢氧燃料送到小行星表面去,所以核火箭发动机或许是唯一的选择。
目前为止,人类还不拥有任何一种可以真正在空间飞行的核动力发动机。
美国航宇局和美国空军正在研究所谓的,就是制造一种圆柱形的反应堆,在中间安装一根管子,把水从管子的一头注入,在流核热火箭发动机经管子的过程中,水被急剧加温,形成温度极高,速度极快的离子态水,从喷管里喷射出去。至于流浪地球中描绘的那种重离子聚变反应堆和超大推力离子发动机,眼下还是不现实的。
假如有了这种发动机,我们可以怎么做呢?可以考虑把核发动机先发射到宇宙里,然后根据小行星的实际飞行情况采取一条最快的轨道接近。之所以要选择最快轨道,并不仅仅是因为尽快消除地球所面临的风险,也是为了航天员的安全。因为后续的复杂工作没有人类的参与,恐怕是很难完成的。必须要让飞船在宇宙里面少飞行一点时间,尽量减少宇航员受到宇宙辐射的伤害。
捕获小行星之后,需要宇航员登陆小行星勘察地形,选择发动机的具体安装位置,这项工作完成以后,需要把核发动机固定在小行星上,头朝下喷管朝上,然而小行星的引力是很小的,不论多么沉重的设备,也很难安安稳稳地待在上面,想要打膨胀螺栓难度就更大了。所以工程师们还要为宇航员开发一些新的工艺和工具。
如果这项技术取得成熟,我们也可以拿它来开发小行星上的资源,对于那些比较接近地球、蕴藏着宝贵资源的小行星,可以把它拖到地月空间,绕着月球飞行或者是放在某个拉格朗日点上。最值得开采的资源,当然是淡水了,科学家们相信宇宙里存在着为数不少的含水小行星,只要能够找到其中的一两个,就可以验证采水技术,为星辰大海的未来,做好最重要的准备。