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重庆市交通设备融资租赁客服电话
2025-02-24 09:33:25
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在(zai)科幻片里,出现过无数次 小行星撞击地球世界面(mian)临毁灭(mie)的桥段,然后人(ren)类齐(qi)心(xin)协力拯(zheng)救世界。以前(qian)看片子的时候,没人(ren)能想到,这种超级危(wei)机会真(zhen)的出现在(zai)现实里。

最近这段时间,全世界的媒体(ti)都在(zai)报道,一颗代号为 “2024 YR4”的小行星,可能在(zai)2032年撞击地球,带来巨大的破坏,已(yi)经引发科学界的广泛担忧(you),各(ge)国正在(zai)着手应对。部分国内(nei)媒体(ti)甚至放出消息称, 联合国已(yi)经因为这颗小行星, 首次启动了《行星防御协议》,听起来事就很大。

与此(ci)同时,一则神秘的招聘启事出现在(zai)了网络上,来自(zi) 中国国家国防科技工业局的重(zhong)大专项工程中心(xin),要招 3名行星防御岗,按照岗位(wei)说明,员工承担的任务主要为近地小行星监测(ce)预警研究。另一方面(mian), 在(zai)第二届(jie)深空探测(ce)国际会议上,中国深空探测(ce)实验室已(yi)经发布了中国首次近地小行星防御任务方案,航天局副局长也公开表(biao)示过,准备(bei)在(zai)2025或(huo)者2026年,对一颗有威胁的小行星发动攻击,改变它的轨道。

这些细节仿佛(fo)都指向了,小行星的威胁已(yi)经近在(zai)眼前(qian),世界面(mian)临着毁灭(mie)的风险。

那么问题来了,撞击的概率到底有多大?防御技术靠谱吗?这直接决定了,我们能不能看到2033年的太阳(yang)。

01.不速之客

去年12月,智(zhi)利的一台(tai)望远镜观测(ce)到了 小行星 2024 YR4,预估其 直径达到了100米,对其轨道进(jin)行初步计算之后,判(pan)断其撞击地球的概率为1%。但是当技术实力雄厚的NASA和欧洲航天局加入追踪行列之后,得到了更加精(jing)确的轨道, 概率被修正为了2.2%,而(er)且随着持(chi)续观测(ce)和计算,概率还可能进(jin)一步升高。

这是什么概念呢?科学界判(pan)定小行星的撞击威胁,主要使用 “都灵等级”,按照其撞击威力和撞击概率综合计算,分成1到10级。2024 YR4目前(qian)的威胁程度,已(yi)经达到了 都灵3级,为上世纪90年代评级诞生以来, 威胁第二高的小行星。

2024 YR4的尺寸已(yi)经初步确定,其撞击速度也推测(ce)为17.32 公里/秒(miao),还剩一个变量就是小行星的质量和密度,按照最乐观的情况算,其撞击威力相当于800万吨TNT炸药爆炸,按照不乐观的情况计算的话, 撞击威力最高可以达到1500万吨TNT,而(er)美军在(zai)日本广岛丢下的“小男孩(hai)”,只有1.5万吨TNT的当量。虽然还不至于引发世界末日,但2024 YR4的撞击点周边30公里区域,不会有任何活物留下,周边100公里都会受到冲击波的严重(zhong)破坏,如果(guo)坠落在(zai)海洋的话,它引发的海啸甚至还能冲击更远的区域。

按照目前(qian)已(yi)有的信息,科学家绘制了一条 “坠落走廊”,不仅有海洋,还贯(guan)穿南(nan)美、中非、南(nan)亚等人(ren)口稠密区,最后的结果(guo)可能是,委内(nei)瑞拉或(huo)者印度的几(ji)座城市被从地图上抹掉,数百万人(ren)在(zai)堪比超级氢弹的爆炸中直接蒸发。

如此(ci)大的潜在(zai)伤害(hai),即便概率只有2.2%,人(ren)类也必(bi)须打起精(jing)神来应对。

更何况,2.2%并不是一个最终(zhong)定论,由(you)于地球和2024 YR4都在(zai)公转,此(ci)时此(ci)刻,这颗小行星正逐渐(jian)远离地球,使得地面(mian)上的观测(ce)设备(bei)越来越难看到它,而(er)太空望远镜数量太少(shao),也难以持(chi)续追踪。 它将在(zai)3年后,也就是2028 年,再次经过地球附近,此(ci)时我们才能对轨道进(jin)行完全准确的计算,也许最后发现,概率远不止(zhi)2.2%。

02.并不存在(zai)的《行星安全协议》

2024 YR4的威胁,值得全世界重(zhong)视,但我们必(bi)须要说明的是, 《行星安全协议》是个误会,这个条约并不存在(zai)于联合国的文件库中,应该是媒体(ti)翻译错误,因为2024 YR4而(er)启动的,其实是一种小行星合作防御机制。

2013年,联合国牵头成立了两(liang)个组织,一个叫 国际小行星预警网络 (IAWN),它由(you)全世界具备(bei)观测(ce)、分析小行星能力的机构和个人(ren)组成,目的是调动尽可能多的力量组建监测(ce)网络,共享彼此(ci)的信息,从而(er)确定小行星撞击的时间、位(wei)置、概率和破坏性,一旦(dan)出现高威胁的目标就提早发出警报。

另一个组织叫做(zuo) 空间任务规划咨(zi)询小组 (SMPAG),主要成员是各(ge)国的宇航局或(huo)者类似(si)机构,代表(biao)地球上真(zhen)正掌(zhang)握航天器(qi)的一群人(ren),他(ta)们接收到IAWN的预警之后,会根据自(zi)己手头的技术储备(bei),规划潜在(zai)的防御任务,提供一些可能的方案。

然后这两(liang)个组织在(zai)各(ge)国的成员,会将相关信息和意见汇总给母国的政府(fu)官员,然后提交到联合国和平利用外层空间委员会进(jin)行讨(tao)论。而(er)2024 YR4的出现,就是这个合作机制诞生以来首次被激活,事情还是挺严重(zhong)的。

这里我们再顺便辟个谣(yao),最近网上盛传一张新闻图,说行星防御中心(xin)的领(ling)导真(zhen)的叫 汪淼,《三体(ti)》直接走进(jin)现实了。

这个其实是纯恶(e)搞,原新闻如下,大家可别当真(zhen)了。

CCTV

03.太阳(yang)系的隐藏成员

说回正题,这个合作机制的存在(zai)是很有必(bi)要的,因为地球遭遇小行星撞击的风险,比大家想象中要高得多,是的,我们在(zai)太阳(yang)系中并不孤单。目前(qian)已(yi)经被观测(ce)并登记的小行星,超过了100万颗,其中仅有57%被精(jing)确测(ce)定轨道并命名。而(er)太阳(yang)系中的小行星总数,目前(qian)人(ren)类甚至都无法准确计算, 只是初步预估有500万到1000万颗左右,也就是说,我们只找到了其中很小一部分。

数量庞大的小行星,都有各(ge)自(zi)的轨道,它们以惊人(ren)的速度在(zai)太阳(yang)系中飞行,直到轨道和某个更大的天体(ti)交汇,产生撞击。从概率角度来说, 每14天就有一颗直径1米级小行星撞地球,如果(guo)把撞击事件都在(zai)地图上标出来,那地球真(zhen)的看起来像被打成了筛子,不过这类小行星的尺寸有限,往往在(zai)进(jin)入大气(qi)层的时候,就产生了爆炸或(huo)者被焚烧殆尽,通常只有很小的残片到达地面(mian),造成的危(wei)害(hai)较(jiao)小。

直径在(zai)10米左右的小行星,撞击地球的概率则是每10年一次,到这个尺寸之后,大气(qi)层有可能无法直接将其燃烧完,如果(guo)直击地面(mian),释放的能量已(yi)经等同于 核弹爆炸。

类似(si)2024 YR4这样的 100米级小行星,科学家推测(ce)的撞击概率为 1万年一次,虽然概率看起来不高,但你要是真(zhen)的倒霉碰上了,就相当于上千枚核弹砸在(zai)了同一个地点,带来的损失难以估量。

尺寸更大的 1000米级小行星,撞击概率是 50到100万年一次。它的威力等同于2.5亿颗小男孩(hai),会在(zai)地面(mian)撞出一个直径约为20公里、深度500米的大型陨石坑,撞击引发的地震震10 级甚至更高,也可能引发海啸,几(ji)十(shi)米高的巨浪席卷半个大洋。撞击和爆炸,还会产大量的尘(chen)埃和碎片抛向高空,这些尘(chen)埃进(jin)入平流层后,会在(zai)全球范围内(nei)遮挡(dang)太阳(yang)光线,导致全球平均气(qi)温可能会下降 5℃-15℃,然后进(jin)入持(chi)续几(ji)十(shi)年的严冬。基(ji)本上可以说是, 碰上了就等于人(ren)类存亡危(wei)机。

至于尺寸超过1000米的小行星,就更别说了,一撞就能消灭(mie)地球上绝大多数生物,其撞击概率为100万年到3亿年一次,看起来好像可以忽略(lue)不计,但恐龙(long)要是能讲话的话,一定会把“Shit happens”挂在(zai)嘴边并且给墨菲定律点了个赞。

距今约6600万年前(qian), 一颗直径10公里的小行星,坠落在(zai)了墨西哥附近,其威力相当于 72万亿吨TNT炸药,距离撞击点2500公里远的生物都被瞬间杀死,撞击还引发了超过100米高的巨型海啸,并将25万亿吨泥土碎石炸到了天上,其中一部分甚至被抛射进(jin)了外太空,大气(qi)层充(chong)满(man)灰尘(chen)导致了严重(zhong)的温室效应,地球气(qi)候被彻底改变,最终(zhong), 包括恐龙(long)在(zai)内(nei),地球3/4的生物都被这颗小行星毁灭(mie),也为白垩纪的生命大繁荣画上了句号。

04.天降横祸

虽然人(ren)类的历史在(zai)地球漫长的岁月中只能算沧(cang)海一粟,但也“有幸”见识到了小行星的威力。

1908 年 6 月 30 日早上 7 点 15 分,住在(zai)贝(bei)加尔(er)湖附近的俄国人(ren),看到一个亮度堪比太阳(yang)巨大火球划过天空,随后整(zheng)个天空都被强光照亮,并传来巨大的爆炸声,在(zai)爆心(xin)附近,超过2150 平方公里的森林焚毁倒伏,约8000万棵树被毁,冲击波震碎了650公里外的窗户,爆炸的闪光,在(zai)欧洲都能看到,连美国也感受到了震动。这就是著名的 “通古(gu)斯卡事件”。

当时的人(ren)们对这场爆炸完全没有头绪,当成了神秘事件来看待。现代的学者研究之后认为,“通古(gu)斯卡事件”可能是一颗小行星在(zai)大气(qi)层中爆炸导致,推测(ce)其直径为30米到40米,爆炸威力为2000万吨TNT。不幸中的万幸是,爆炸地点为地广人(ren)稀(xi)的西伯利亚,没有造成重(zhong)大伤亡和损失。

2004年时,科学家有观测(ce)到了直径335 米的2004 MN4,又称 “毁神星”,可能在(zai)2029年撞击地球,根据科学家推算的落点分布,它被认为会摧毁半个美国或(huo)者俄罗斯西南(nan)部,并且撞击概率高达2.7%,毁神星的评级达到了 都灵4级,为有史以来最高。当时人(ren)类没有可靠的手段能应对“毁神星”,一度在(zai)网上引发恐慌。

2013年时,小行星再度来袭,一颗直径15 米的小行星在(zai)俄罗斯车里雅宾斯克市上空爆炸,威力相当于50万吨TNT,冲击波直接让整(zheng)座城市的窗户都碎成了渣,还有工厂的屋顶都被掀掉,导致上千人(ren)不同程度受伤。

威胁接二连三出现,终(zhong)于让各(ge)国开始重(zhong)视小行星,开始翻家底,看看自(zi)己有没有应对能力。结果(guo)让人(ren)想哭(ku),大部分国家都不具备(bei)干扰小行星轨道的能力,就连经费充(chong)足的NASA,也在(zai)质询中明确告知(zhi)国会老爷(ye),自(zi)己无法监视整(zheng)个天空,并且需要长达5年的时间来准备(bei)一次小行星防御任务,可能等他(ta)们准备(bei)好,人(ren)类已(yi)经凉(liang)透了。

这个契机,促使航天强国们加大投入,推进(jin)可行的防御方案。联合国也牵头成立了联合防御机制,催生了我们前(qian)面(mian)说到的IAWN和SMPAG

05. 蛮力取胜vs四两(liang)拨千斤

那么,人(ren)类到底捣鼓出了什么防御技术呢?

有一个思路是 “太阳(yang)能集热器(qi)策(ce)略(lue)”。这种策(ce)略(lue)需要发射一个携带 太阳(yang)帆或(huo)者 反射镜的航天器(qi)前(qian)往小行星附近,并将太阳(yang)能聚焦到小行星表(biao)面(mian),所产生的热会使小行星表(biao)面(mian)材料升华,升华过程将产生气(qi)体(ti)和灰尘(chen)的射流,从而(er)产生持(chi)续不断地推力,缓慢(man)改变其运行轨道,有点像彗星从地面(mian)喷射物质从而(er)驱动自(zi)身改变运行轨道。

另一个点子是 “低推力推进(jin)策(ce)略(lue)”,说得直白点,就是大家非常熟悉的行星发动机,航天器(qi)携带核反应堆(dui)和离子推进(jin)器(qi),在(zai)小行星上降落,通过反应堆(dui)提供的电能,喷出的一束(shu)带电粒(li)子或(huo)是离子,从而(er)产生持(chi)续的推力。

不过这两(liang)种技术都有一定的局限性,大型的太阳(yang)能集热器(qi)和行星发动机,目前(qian)都还在(zai)概念机阶段,难以保证机器(qi)的可靠性,更不要说,把这玩意运到几(ji)十(shi)亿公里远的地方,还要完成着陆、锚定等高难度操作,赌的成分过高。

所以目前(qian)中、美两(liang)国都比较(jiao)倾向于难度更低、可靠性更高的 “动力冲击器(qi)策(ce)略(lue)”,其原理异常简(jian)单粗暴,就是让航天器(qi)发动自(zi)杀式攻击,直接高速冲撞小行星,虽然冲击带来的角度改变微(wei)乎其微(wei),但只要攻击点足够提前(qian),一点点角度改变,也会让小行星在(zai)持(chi)续飞行中,积累起越来越大的误差,离原先的轨道也就越来越远,从而(er)偏离撞击路径,解除(chu)风险。

2017年6月,美国正式启动了 双小行星重(zhong)定向测(ce)试(DART),2019年4月11日,用于撞击的航天器(qi),由(you)SpaceX的猎(lie)鹰9号发射升空。

经过数年的飞行之后,DART在(zai)2022年9月26日,以6.6 千米/秒(miao)的高速撞击了目标。

美国人(ren)本来预期的是,能使目标的11小时55分钟一圈的轨道周期,缩短1分13秒(miao),结果(guo)大大超出了估计,周期直接缩短了约32分钟,目标小行星的轨道出现了明显的偏转,可以说实验大获成功了,也标志着人(ren)类终(zhong)于掌(zhang)握了一种实用的小行星防御技术。

当然我国也在(zai)为防御这种可能危(wei)害(hai)全人(ren)类的灾难而(er)努力。目前(qian)的计划是,在(zai)2025年5月发射 天问二号探测(ce)器(qi),到4000万公里外的近地小行星2016 HO3,进(jin)行伴飞探测(ce)并着陆取样,如果(guo)这次行动能够成功,就表(biao)明我国已(yi)经有了最基(ji)本的、派遣(qian)航天器(qi)前(qian)往小行星的能力。而(er)直接撞击的实验,可能在(zai)今明两(liang)年进(jin)行,目前(qian)已(yi)经确定 “伴飞探测(ce)+撞击+伴飞探测(ce)”的方案,只是还不知(zhi)道具体(ti)的细节,有可能是像DART一样,只发射一台(tai)子母航天器(qi),母体(ti)在(zai)撞击前(qian)抛出子体(ti),留在(zai)小行星附近观察轨道变化,也有可能是直接发射两(liang)台(tai),撞一台(tai),留一台(tai)。

但“动力冲击器(qi)策(ce)略(lue)”并不是万能的,它的缺点在(zai)于,目标的体(ti)型越大,航天器(qi)就需要越早、越远发动攻击,因为对于数百米乃至数公里级的小行星来说,一次撞击所产生的轨道偏移太小,需要足够的时间和距离,让偏移持(chi)续累积,直到错过地球。

对于太阳(yang)系中数都数不清的小行星来说,人(ren)类的太空望远镜数量太有限了,对应的分析能力也远远不足,预警网络的生效,多少(shao)带点运气(qi)成分,有很大概率出现 漏(lou)网之鱼。当一颗体(ti)积巨大的小行星突然出现在(zai)地球附近,只留给我们几(ji)个月甚至几(ji)天的防御时间,就来不及使用冲击法了。

这时候就只能赛(sai)博(bo)请神奥本海默了,地球上最不缺的就是,处于战备(bei)状态的 核弹,炸它丫的!具体(ti)来说,核弹有两(liang)种用法,一种是远距离引爆,虽然太空是一个真(zhen)空环境,没有空气(qi)介质来传播冲击波,但核爆会产生大量的热能和辐射,包括X射线和伽马射线,这些能量会加热小行星表(biao)面(mian),并产生快速的流体(ti)喷射,将小行星推向相反的方向。

如果(guo)这样的推力不够,那就直接在(zai)小行星表(biao)面(mian)引爆,核弹的威力足以将直径十(shi)多公里的小行星炸得四分五裂(lie),大块的碎片理论上会产生大幅度轨道偏移,躲开地球,小的碎片则可以在(zai)大气(qi)层内(nei)燃烧掉。

只能说,核弹已(yi)经诞生八十(shi)年了,它的含金量还在(zai)不断上升。

不过呢,核弹攻击法也有自(zi)己的问题,政治问题。早在(zai)1967年,世界各(ge)国就签订条约,约好不在(zai)绕地球轨道放置任何携带核武器(qi)或(huo)任何其他(ta)大规模毁灭(mie)性武器(qi),并不得将此(ci)类武器(qi)置于天体(ti)及外层空间。进(jin)入21世纪之后, 太空非军事化也成了主流思潮,各(ge)主要大国都形成了,不向太空部署攻击性武器(qi)的默契。动用核弹去对付(fu)小行星,不管是谁(shui)发射的,都算破了这个戒,没准会导致持(chi)续多年默契作废,新一轮太空军事竞赛(sai)开启。

另一方面(mian),核爆干预小行星轨道,也并不是简(jian)单使用蛮力,一炸了事。科学家通过对核爆炸产生的能量喷射物的模拟表(biao)明,偏转速度很大程度上取决于小行星物质的性质;能不能炸碎,碎成什么样,也取决于小行星的成分,同样需要精(jing)密的计算,如果(guo)计算错误,核弹可能仅仅让只是小行星的落点从一个大洲换到另一个大洲,并没有偏离地球,如果(guo)碎片太大块,也可能会让一些原本不受小行星撞击的国家,遭受碎片的狂轰滥(lan)炸,留下一地鸡(ji)毛。

在(zai)这种情况下,各(ge)国的领(ling)导会作何抉(jue)择呢?谁(shui)来背负几(ji)十(shi)亿人(ren)的性命呢?也许只有事情真(zhen)的发生了,才能知(zhi)道结果(guo)。

对于我们来说,小行星可能只是几(ji)百万年降临一次的毁灭(mie),但它就像 达摩克利斯之剑,时刻提醒着人(ren)类,世界上还有比争权(quan)夺利和自(zi)相残杀更重(zhong)要的事情,能让这个混乱(luan)世界团结起来的,也许就只有种族存亡危(wei)机了吧(ba)。

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