论文部分内容阅读
在2013年2月15日,一颗小行星从距地面约2.7万千米的高空掠过地球。据美国航空航天局估计,平均每40年就有一颗小行星在地球附近掠过。同一日,一颗陨石在俄罗斯上空爆炸,导致1000余人受伤。在俄罗斯历史上,遭受这种天灾还是第一次。两起事件的发生让如何保护地球安全成为关注焦点。
目前,科学家提出了一系列应对来袭小行星的方式,包括引力拖拽、飞船撞击和动用核弹,其中的核弹被视为人类最后的选择。
对地球安全构成威胁
对于来袭的太空巨石,我们不必过于恐慌,因为同样的事情不可能在近期内再次上演。
不过,我们必须关注这种潜在威胁,并采取措施应对。如果一块体积相当于一个半校车的太空岩石撞击地球,将会对撞击地区造成巨大破坏。15日与地球亲密接触的小行星3倍于这一体积,如果它的目的是撞击地球,我们基本上无力避免,只能静等灾难发生。这颗小行星是西班牙的一群天文爱好者在1年前发现的。
面对存在潜在威胁的小行星,有两个基本问题是不可回避的。一个是,在“怪兽级”小行星撞击地球前,我们能够争取到多少预警时间?另一个是,我们可以采取哪些措施,阻止来袭小行星的脚步?好消息是,美国航空航天局(20世纪90年代中期后开始对近地天体进行监视)认为,在980颗直径超过800米的近地小行星中,他们已经锁定了近95%。这种体积的小行星被称为“地球杀手”,一旦撞击地球,将对人类文明造成毁灭性打击。
如果是直径为30米~800米的小行星撞击地球,结果将大不相同。美国航空航天局指出,他们只锁定了1%体积较小的近地天体,15日掠过地球的小行星直径在45米左右。这些小行星家族的“小个子”似乎并不可怕,然而,一旦它们在上空爆炸或者撞击人口稠密地区,也会给当地带来一场浩劫。袭击俄罗斯的陨石直径只有区区16米,但却导致1000余人受伤。
利用望远镜监视
借助于美国航空航天局提供的资金,夏威夷大学的科学家正在研发一个望远镜网络,在设计上用于搜寻体积较小的小行星。这个望远镜网络被称为“小行星天体冲击最后警报系统”。研发人员表示,“小行星天体冲击最后警报系统”能够提前一周发现直径约45米的小行星,也就是所谓的“城市杀手”;提前三周发现直径约140米的小行星,也就是所谓的“国家杀手”。
实际上,红外太空望远镜更适合承担这份工作,尤其是在监视靠近太阳的小行星方面。美国航空航天局的大视场红外巡天望远镜共发现了130个近地小行星,但现在已经关闭2年之久。目前,美国航空航天局正对有关一种传感器的各种建议进行评估。这个传感器用于探测直径小到30米的小行星,将安装在一颗通讯卫星上。
现在,一些私人组织也开始提出自己的设想,搜寻在太空中飞行的岩石。其中一个组织名为“B612基金会”,以小王子居住的B612星球的名字命名。这个组织提出了一项雄心勃勃的计划:发射一颗名为“哨兵”的深空望远镜,在远至金星的有利位置探测来自地球轨道附近的热信号。
打造“哨兵”深空望远镜的成本估计高达4.5亿美元。这项计划的推动者包括两名前宇航员——拉塞尔·施威卡特和爱德华·卢,爱德华现在是谷歌高层,在硅谷挑起了很多人对这一任务的兴趣。爱德华认为,15日的小行星掠地是一个警告信号。15日当天,B612基金会不断接到电话,询问他们的望远镜何时能够服役。据悉,“哨兵”深空望远镜至少要等到2018年才能投入使用。
小行星上采矿
现在,行星资源和深空工业这两家公司希望在小行星上采矿。行星资源公司的投资者包括大导演詹姆斯·卡梅隆、谷歌掌门人拉里·佩奇和埃里克·施密特以及x大奖基金会创始人彼得·戴蒙狄斯,他们计划在2014年年底发射自己的小行星观测望远镜。深空工业公司提议打造一个由飞船构成的太空岗哨,这个太空岗哨环绕地球运行,负责对小行星进行评估,必要的时候拦截来袭小行星。
人类能够阻止速度约每小时2.9万千米的小行星吗?如果无法阻止,又能否改变其运行轨道?无论做到哪一点,地球都可免遭一场浩劫。有人提出动用核弹轰击来袭小行星的方法,不过,这种想法更适合拍成科幻片,如果变成现实,地球还是难逃劫难——核弹攻击制造的碎片雨对地球造成的危害几乎与撞击不相上下。
现在,让我们看看科学家提出的五种应对来袭小行星的方式。
1.引力拖拽。
从理论上说,派遣一艘大型的宇宙飞船尽可能靠近小行星,利用自身产生的引力拖拽便足以改变它的飞行轨道。不幸的是,一些科学家表示,这种拖拽可能需要10年时间才能改变小行星的轨道。
2.撞击。
欧空局正与约翰斯·霍普金斯大学的科学家展开一项研究,计划派遣宇宙飞船撞击来袭小行星,并将其撞出轨道。这项任务被称为“小行星撞击和变轨任务”,简称AIDA,实施时需要派遣两艘宇宙飞船,一艘负责监测和获取数据,另一艘负责执行自杀式撞击任务,改变小行星的运行轨道。
3.核攻击。
当然,动用核武器也是一个选择。不过,这种方式的目的并不是将小行星炸成碎片,而是在小行星附近引爆,利用爆炸产生的巨大能量使小行星改变轨道。这种方式通常被称为“人类最后的选择”。
4.给小行星上漆。
“上漆法”是指派遣一艘宇宙飞船靠近来袭小行星,然后发射装满白色涂料的球弹。漆成白色能够让小行星表面的反射率提高1倍。
从理论上说,随着时间的推移,提高的反射率足以让太阳辐射压力达到改变其轨道的程度。这项提议由麻省理工学院的一名研究生提出,在联合国发起的2012年度小行星推离技术论文竞赛上胜出。
5.太阳能激光。
美国加利福尼亚州的两名科学家提出了一项计划,可以利用太阳能打造激光束阵列,并轰击小行星。他们可以从小做起,首先制造一个规模相当于国际空间站的太空激光束阵列。这种激光束足以让小行星改变轨道。如果阵列宽度达到10千米,所产生的激光束足以在1年内将小行星蒸发殆尽。乍听起来,这似乎是乔治·卢卡斯在科幻大片中为我们呈现的技术,遥不可及,但科学家却认为这一措施具有可行性。美国加利福尼亚州大学圣芭芭拉分校的物理学家菲利浦·鲁宾表示,现在已到了我们主动采取措施的时候了,我们需要具有前瞻性,“卧倒和掩护”并不是一种合理的做法。
(裘枫 插图)
目前,科学家提出了一系列应对来袭小行星的方式,包括引力拖拽、飞船撞击和动用核弹,其中的核弹被视为人类最后的选择。
对地球安全构成威胁
对于来袭的太空巨石,我们不必过于恐慌,因为同样的事情不可能在近期内再次上演。
不过,我们必须关注这种潜在威胁,并采取措施应对。如果一块体积相当于一个半校车的太空岩石撞击地球,将会对撞击地区造成巨大破坏。15日与地球亲密接触的小行星3倍于这一体积,如果它的目的是撞击地球,我们基本上无力避免,只能静等灾难发生。这颗小行星是西班牙的一群天文爱好者在1年前发现的。
面对存在潜在威胁的小行星,有两个基本问题是不可回避的。一个是,在“怪兽级”小行星撞击地球前,我们能够争取到多少预警时间?另一个是,我们可以采取哪些措施,阻止来袭小行星的脚步?好消息是,美国航空航天局(20世纪90年代中期后开始对近地天体进行监视)认为,在980颗直径超过800米的近地小行星中,他们已经锁定了近95%。这种体积的小行星被称为“地球杀手”,一旦撞击地球,将对人类文明造成毁灭性打击。
如果是直径为30米~800米的小行星撞击地球,结果将大不相同。美国航空航天局指出,他们只锁定了1%体积较小的近地天体,15日掠过地球的小行星直径在45米左右。这些小行星家族的“小个子”似乎并不可怕,然而,一旦它们在上空爆炸或者撞击人口稠密地区,也会给当地带来一场浩劫。袭击俄罗斯的陨石直径只有区区16米,但却导致1000余人受伤。
利用望远镜监视
借助于美国航空航天局提供的资金,夏威夷大学的科学家正在研发一个望远镜网络,在设计上用于搜寻体积较小的小行星。这个望远镜网络被称为“小行星天体冲击最后警报系统”。研发人员表示,“小行星天体冲击最后警报系统”能够提前一周发现直径约45米的小行星,也就是所谓的“城市杀手”;提前三周发现直径约140米的小行星,也就是所谓的“国家杀手”。
实际上,红外太空望远镜更适合承担这份工作,尤其是在监视靠近太阳的小行星方面。美国航空航天局的大视场红外巡天望远镜共发现了130个近地小行星,但现在已经关闭2年之久。目前,美国航空航天局正对有关一种传感器的各种建议进行评估。这个传感器用于探测直径小到30米的小行星,将安装在一颗通讯卫星上。
现在,一些私人组织也开始提出自己的设想,搜寻在太空中飞行的岩石。其中一个组织名为“B612基金会”,以小王子居住的B612星球的名字命名。这个组织提出了一项雄心勃勃的计划:发射一颗名为“哨兵”的深空望远镜,在远至金星的有利位置探测来自地球轨道附近的热信号。
打造“哨兵”深空望远镜的成本估计高达4.5亿美元。这项计划的推动者包括两名前宇航员——拉塞尔·施威卡特和爱德华·卢,爱德华现在是谷歌高层,在硅谷挑起了很多人对这一任务的兴趣。爱德华认为,15日的小行星掠地是一个警告信号。15日当天,B612基金会不断接到电话,询问他们的望远镜何时能够服役。据悉,“哨兵”深空望远镜至少要等到2018年才能投入使用。
小行星上采矿
现在,行星资源和深空工业这两家公司希望在小行星上采矿。行星资源公司的投资者包括大导演詹姆斯·卡梅隆、谷歌掌门人拉里·佩奇和埃里克·施密特以及x大奖基金会创始人彼得·戴蒙狄斯,他们计划在2014年年底发射自己的小行星观测望远镜。深空工业公司提议打造一个由飞船构成的太空岗哨,这个太空岗哨环绕地球运行,负责对小行星进行评估,必要的时候拦截来袭小行星。
人类能够阻止速度约每小时2.9万千米的小行星吗?如果无法阻止,又能否改变其运行轨道?无论做到哪一点,地球都可免遭一场浩劫。有人提出动用核弹轰击来袭小行星的方法,不过,这种想法更适合拍成科幻片,如果变成现实,地球还是难逃劫难——核弹攻击制造的碎片雨对地球造成的危害几乎与撞击不相上下。
现在,让我们看看科学家提出的五种应对来袭小行星的方式。
1.引力拖拽。
从理论上说,派遣一艘大型的宇宙飞船尽可能靠近小行星,利用自身产生的引力拖拽便足以改变它的飞行轨道。不幸的是,一些科学家表示,这种拖拽可能需要10年时间才能改变小行星的轨道。
2.撞击。
欧空局正与约翰斯·霍普金斯大学的科学家展开一项研究,计划派遣宇宙飞船撞击来袭小行星,并将其撞出轨道。这项任务被称为“小行星撞击和变轨任务”,简称AIDA,实施时需要派遣两艘宇宙飞船,一艘负责监测和获取数据,另一艘负责执行自杀式撞击任务,改变小行星的运行轨道。
3.核攻击。
当然,动用核武器也是一个选择。不过,这种方式的目的并不是将小行星炸成碎片,而是在小行星附近引爆,利用爆炸产生的巨大能量使小行星改变轨道。这种方式通常被称为“人类最后的选择”。
4.给小行星上漆。
“上漆法”是指派遣一艘宇宙飞船靠近来袭小行星,然后发射装满白色涂料的球弹。漆成白色能够让小行星表面的反射率提高1倍。
从理论上说,随着时间的推移,提高的反射率足以让太阳辐射压力达到改变其轨道的程度。这项提议由麻省理工学院的一名研究生提出,在联合国发起的2012年度小行星推离技术论文竞赛上胜出。
5.太阳能激光。
美国加利福尼亚州的两名科学家提出了一项计划,可以利用太阳能打造激光束阵列,并轰击小行星。他们可以从小做起,首先制造一个规模相当于国际空间站的太空激光束阵列。这种激光束足以让小行星改变轨道。如果阵列宽度达到10千米,所产生的激光束足以在1年内将小行星蒸发殆尽。乍听起来,这似乎是乔治·卢卡斯在科幻大片中为我们呈现的技术,遥不可及,但科学家却认为这一措施具有可行性。美国加利福尼亚州大学圣芭芭拉分校的物理学家菲利浦·鲁宾表示,现在已到了我们主动采取措施的时候了,我们需要具有前瞻性,“卧倒和掩护”并不是一种合理的做法。
(裘枫 插图)