中国空间科学学会

会员登录 会员注册
学会动态
前沿动态
 

关注关注中国空间科学学会CSSR公众号

 

关注关注空间科学学报公众号

“星辰大海等着你”科普图文系列15—我从事的可能是世界上最酷的工作之一:保卫地球,防御小行星的撞击威胁
发布时间: 2022年4月21日

如果小行星撞击地球,我们该怎么办?

大家好,我是一刻talks的讲者李明涛,我来自中国科学院,国家空间科学中心,我从事的可能是这个世界上最酷的工作之一,如何保卫地球,防御小行星和彗星撞击威胁。

是的,没错,这世界上真的有人在从事保卫地球的工作,我想告诉大家的是,我们的地球如同一叶扁舟,漂浮在茫茫宇宙的汪洋大海上,危机四伏,稍有不慎就可能导致小舟倾覆,地球生物圈将被重新格式化,而地球上的生灵,也将陷入万劫不复之中。

 

然而小行星和彗星,带来的不全是坏处,我们地球上的生命起源,可能也跟小行星和彗星撞击相关。小行星撞击曾经带来了地球上的物种更替,在地球历史上,曾经发生了22次,不同规模的物种灭绝,其中10次与小行星撞击相关。

那么如果小行星真的撞击地球了,除了让地球流浪,我们还能怎么办?实际上人们提出了九种,应对小行星的武器,那么看起来很多,但这些技术,大部分都没有经过验证。

第一招叫做躲,如果小行星的个头太大,而预警时间又太短,比如说,发现一个直径10公里小行星,在接下来几个月要撞击地球,我们根本就没有时间去建造和发射飞行器,那我们只好躲在地下建筑工事里。惹不起我们还躲不起吗,没错,我们可能真的躲不起,哪有那么大的地下工事,能够容纳全球那么多人,如果小行星,破坏了地球的气候环境,我们能在地下工事里,躲到何年?何月?何时?当然,如果小行星个头太小,我们可能也会倾向于,疏散撞击区域的人口和财产。

 

第二招,炸,利用核弹把小行星炸出碎块,这也是好莱坞电影中,最常见的桥段,那么或者小行星附近引爆核武器,利用核爆产生的高能量射线,蒸发小行星表面的物质,从而推动改变小行星的轨道,但是在太空中使用核武器,是一个极其敏感的问题,如果我们在太空中,打开了核武器这个潘多拉魔盒,谁知道它有一天,会把人类、会把地球带向何方。

第三招,撞,也就是利用一个飞行器,去高速撞击小行星,瞬间改变行星的速度,把行星的轨道给撞偏,随着时间的推移,它的轨道会慢慢被偏转,从而错过地球,那么这是目前技术上,最成熟 、最可行的防御方法。

 

第四招,拖,利用飞行器,把小行星整体捕获拖走,我们可以算一下,10米尺寸的小行星,它的重量差不多就是1000吨,显然一种拖的方法,只能拖动小尺寸的10米 ,10米以下的,对大尺寸的小行星无能为力,但是小尺寸小行星,往往会在大气层中爆炸,对人类的威胁是比较小的。

第五招,牵,也就是利用一个飞行器,攀升在小行星的前方,通过万有引力,缓慢牵引改变小行星的轨道,可想而知,利用这种方法改变小行星的轨道,它需要多长的预警时间。

第六招叫做烧,利用高能量激光,蒸溶、气化小行星表面的物质,从而推动小行星改变轨道,我认为这是一个很有前途的方式,因为它的能量可以来自于太阳,取之不尽、用之不竭,不过人类目前还没有发展出,这么强大的激光器。

第七招叫做喷,也可以说叫做吹,利用航天器的电推进发动机,向小行星表面喷射高速离子流,改变小行星的速度,但是根据牛顿第三定律,在喷气的时候,航天器自身也会跑掉,所以还需要在航天器,另外一侧再装一组发动机,同时反向喷,那这当然会浪费非常多的燃料,导致效率是非常低的。

 

那后面还有两个脑洞大开的方案,一个叫做涂、一个叫做抛,什么叫做涂呢,就在小行星表面上涂上一层漆,变它的反射太阳的能力,从而改变小行星,向外发射的户外线,这好像就是,你穿上一个黑色的衣服,给穿上一个白色的衣服,你感受到这个太阳的辐射,是不一样。

第九招叫做抛,你可以说叫做就是扔,它的学名叫做质量驱动,说白了就在小行星上挖土,然后利用电磁弹射机,高速地把土给扔出去,那么最后这两招,确实还处于脑洞的阶段,那么这就是人类,应对小行星的可能的手段,尽管听上去很多,但是真正成熟可行了,还是动能撞击技术。

即使是动能撞击技术,应对百米尺寸以上小行星,也还是以卵击石,需要十年甚至更长的预警时间,所以我们人类在地球上的生存,是非常脆弱的。像《不要抬头》,这部电影设定的场景,一个直径接近10公里的彗星,在六个月后撞击地球,即使没有利欲熏心的资本家搞破坏,人类大概率应对不了,只能眼睁睁的看着地球毁灭,这是很可能出现的情况。