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無法攔截!200米直徑小行星正接近地球,預計5月24日「親密接觸」

2024-04-28科學

2023年5月8日,NASA預警了一顆小行星2023 CL3(直徑大約200米)正在以8.2萬公裏每小時的速度靠近地球,預估 5月24日 將掠過地球,距離地球最近的距離為724萬公裏。

很多人擔心小行星會不會真的撞上,有可能造成什麽樣的結果。

其實這個擔心是多余的,首先,724萬公裏相當於地球與月球的距離的24倍,地球與月球的距離用草圖大概可以理解為這樣——

這顆小行星的預估距離相當於圖中距離的 24倍 ,相當地遙遠。

我們再來看一個多年前的例子,2004年的時候,科學家發現了一個近地小行星阿波菲斯(小行星代號99942),直徑寬約270米(比這一次的還大),預計在2029年距離地球五萬八千米處飛過,其預測撞擊概率為2.7%。

對於這個可以說和地球擦邊而過的小行星,美國和俄羅斯專家的對於它的預估是——

預期撞擊威力不值得在不確定會打中人類居住區的情況下進行攔截。

NASA和加州理工大學合作的 「哨兵系統(Sentry)」 ,用於監視關於未來一定時間內有可能撞擊地球的近地天體,並計算撞擊的可能性和潛在的嚴重程度。

該數據庫只會收錄 巴勒莫夫指數 (評估近地天體威脅的科學指數)較高的小行星,而這顆2023 CL3威脅較小,甚至沒有被哨兵系統認定有威脅並收錄在內。

其實很多人擔心的並不是這一顆小行星,而是小行星這個群體撞擊地球時我們人類有什麽應對措施嗎?

這樣的擔心並非電洞來風,1991年,在墨西哥尤卡坦半島發現了形成於白堊紀和第三紀末期直徑約200公裏的隕石坑,這一顆預計直徑10千米的滅世級小行星讓曾經的地球霸主恐龍滅絕。

截至2023年4月,太陽系內已經發現的小天體接近120萬顆,其中有2320顆潛在威脅小行星分布在地球周圍。

對於此,人類其實是有所防範的。

小行星預警

小行星防禦是人類進入20世紀以來從未停下腳步的計劃,除掉上面提到的哨兵系統外,最重要的就是聯合國成立的小行星預警網(IWAN)。

這些計劃透過對近地天體搜尋和跟蹤監測,獲得其軌域測量和特征測量數據,根據觀測數據進行評估在宇宙中漂流的小行星撞擊地球的可能性。

如以人類現在的觀測能力,假設出現能夠淪陷恐龍的小行星(直徑10千米左右),那麽將會在木星軌域外就會被人類發現並跟蹤。

現在的觀測數據下,太陽系裏沒有什麽奔著地球來的大型目標,幾百年內連直徑1000米的有效威脅物件都找不到。

退一萬步說,真的有一顆小行星徑直地沖著地球來,撞擊概率被確定為100%,人類有辦法防禦嗎?

結論是——

完全有能力防禦。

小行星防禦計劃

從1967年以來,美國及蘇聯的眾多學者開始提出小行星防禦方案,透過測算火箭與熱核武器在太空中的不同防禦措施。

在總體效果、成本、事故風險、操作難度和技術準備等指標下,把避免撞擊的技術戰略分為了延遲和破壞。

延遲是透過溫和的手段,讓目標的速度改變(減速或加速),錯過與地球撞擊的時機 ,如透過發射航天器都目標周圍,透過附加推進器的方式,來改變小行星軌域。

由於我們現有的航天能力較低,對於直徑超過100米的小行星就無法透過安裝推進器的方式來改變其軌域,主要辦法就是 破壞

破壞指的就是直接把小行星變得無害,透過將其粉碎、炸成直徑35米以下能夠在大氣層中燃盡的碎片、爆炸撞擊改變路徑等。

在人類進入熱核武器時代後,人類擁有了威力更大的炸彈,雖說在地球上的小心用,但是在太空中就不需要擔憂。

現有的破壞方式包括:核爆炸、航天器高速撞擊等,這些方案能夠讓人類迅速反應,在短時間內能做到且成本較低。

一般來說,破壞不要求用巨大的爆炸將其蒸發,按照美國的科學家計算,小行星大多是松散石碓結構,可以在距離目標20米的地方利用核爆將其推離軌域,而不是炸散或直接炸成灰。

據估算,100萬噸TNT當量的核爆能夠產生的X線直徑為100—1000米,對於密度1500千克/立方米的小行星能夠產生足夠的速度變化——

淪陷恐龍的「滅世級」小行星,只需要6—12枚120萬噸TNT當量的熱核武器就能夠將其直接吹飛出撞擊軌域。

1967年的時候,小行星伊卡洛斯(直徑1610米,質素29億噸)成為威脅,預計15個月後從距離地球60萬公裏的軌域飛過,如果其軌域偏轉直接擊中地球則會產生5000億噸TNT當量的爆炸,瞬間殺死數百萬人,百年內對地球環境造成不可磨滅的影響。

美國為了應對伊卡洛斯可能擊中地球,產生了「伊卡洛斯計劃」——

伊卡洛斯計劃的最終版本計劃使用六枚土星五號火箭,分幾個月間隔發射,每一枚火箭攜帶一個1億噸TNT當量的熱核彈頭,在距離目標30米處引爆,根據每次爆炸對目標的破壞情況決定下次飛行任務,該計劃能夠完全避免小行星伊卡洛斯的撞擊。

到了1995年的時候,美國針對小行星設計了10億噸TNT當量的熱核武器,可以將1000米直徑的小行星直接炸為灰塵。

同時,在有1年準備時間的情況下,人類能夠有效偏轉100千米的短周期彗星。

1995年的時候,都不用說小行星,人類的科技手段已經能夠偏轉短周期彗星了,更何況30年後的現在。

結語

2018年,中國作為正式成員正式加入了國際小行星預警網。

2023年4月25日,中國航天大會的首屆深空探測國際會議上,中國備受矚目的近地小行星防禦計劃也終於公開,開始實踐國家航天局釋出的八大行動聲明之一:

「防禦近地小行星,為保護地球家園貢獻中國力量」

預計在2030年,將對小行星進行動能撞擊,直接撞擊采集數據,為後續消除小行星威脅提供寶貴的經驗。