什么，這個月要“世界末日”？

2015-04-29 00:44:03郭碩

百科探秘·航空航天 2015年9期

郭碩

一名自稱未來預言家的“先知”埃弗拉因說9月份會有一顆小行星撞擊波多黎各，他精確指出了撞擊時間為9月22日至28日之間，當撞擊發生后地球生命將有危險。美國國家航空航天局稱預言沒根據，小行星的確是咱們人類面臨的最大威脅之一，但能毀滅地球文明的撞擊仍屬于小概率事件。

據小行星監測網的數據，未來數百年內沒有質量足夠大、運行軌道與地球交匯的小行星，好吧，我們仍安全。關于小行星摧毀地球文明的預言有許多版本，畢竟長期以來科學家一直認為這些太空巖石對地球構成重大威脅，我們還沒有能力應對小行星威脅。今年3月份一顆近地小行星就從我們身邊掠過，編號為2014EC的小行星距離地球6萬千米，大約處于地球與月球之間的六分之一位置上。

小行星撞擊

小行星撞擊說最早是1979年由美國物理學家阿爾瓦雷斯等人提出的。他們認為，6 500萬年前的一顆直徑約為10千米的小行星與地球相撞，發生猛烈爆炸，大量塵埃拋入大氣層中，致使數月內陽光被遮擋，大地一片黑暗，寒冷致使植物枯死，食物鏈中斷，包括恐龍在內的很多動物絕滅。

1991年，有科學家在墨西哥的尤卡坦半島尋找石油，誰料沒找著石油，卻發現了一個地下的隱伏構造。這一構造狀似碗形，直徑200～300千米，深約3千米，形成于6 500萬年前。科學家相信，這個隱伏構造應當是撞擊坑的所在。這個坑現被稱為“奇克蘇魯布”撞擊坑，這是因為奇克蘇魯布鎮正好坐落在撞擊坑的中心部位。

現今的尤卡坦是陸地，但6 500萬年前這一帶卻是一片淺海水域。當年小行星以高速向地球撞來，在臨近撞擊點的上空，星體突然發生大爆炸，強大的沖擊波一瞬間把撞擊點炸出巨大的坑，100多立方千米的巖石被挖出。科學家計算出，當時的海嘯大浪最高達350米，低的也有100米。據他們研究，當年那一帶的海平面比現在約高出200米，這顆“災星”就撞在200米深的淺海海底。

防御小行星撞擊的難度

觀測的難度

很多小行星沒有被提前觀測到，一個原因是它們實在太小了。茫茫太空，對于現在的天文望遠鏡來說，尤其它們距離地球還很遙遠時，要觀測到它幾乎不可能。只有等其靠近地球時，依靠太陽的反光，才有可能被天文望遠鏡觀測到。但這同時帶來一個新難題，如果這顆小行星是從太陽的方向飛來，那也很麻煩，強光下幾乎無法被觀測到。

日本“美星太空護衛中心”直徑1米的光學望遠鏡，不間斷地觀測靠近地球的天體。不過，他們通常能監視的是直徑150米以上的小行星。美國的“卡特林那巡天系統”在觀測條件非常棒的情況下，曾發現一顆直徑為2至5米的小行星。

致命的速度

假設現在，我們運氣好，已經成功觀測到一顆正向地球飛來的小行星，我們該怎么辦呢？那還用問，趕緊攔截小行星。小行星的速度很快，每秒五六十千米，甚至有更高的速度。現代技術條件下，要在短時間內組織起對如此高速的小行星進行攔截是非常難的，目前沒有資料顯示我們已經具備了這樣的能力。

洲際導彈在推進加速階段，當燃料燃燒完的速度通常為4千米/秒，而再入大氣層，到撞擊地面時的速度一般為7千米/秒。洲際導彈的速度跟小行星撞擊時的速度相差這么大，可以想象出防御小行星的難度。對小行星的防御，光建造的費用就可能高得嚇人。

實際的情況如此，我們目前還沒有奢侈到去建立一個有效的防御小行星撞擊地球的計劃。就算提前兩年預知某顆上百千米直徑的小行星會撞擊地球，我們依然沒有十分好的對策。現在，科學家和一些有影響力的人們正發起號召，呼吁盡早采取措施，預防潛在的危險小行星撞擊地球。

從通古斯事件看到更多危險

1908年6月30日發生在西伯利亞上空的神秘大爆炸被稱為“通古斯事件”。當時一顆直徑40米的小天體在通古斯河上空爆炸，其能量相當于美國投在日本廣島的原子彈的1 000倍，沖擊波推倒了2 100多平方千米的樹木。科學家在談到近地天體對地球的威脅時，常常會提及這次事件。

地球的歷史上，還有更多規模更大、未被人類記載的撞擊事件。實際上，科學界廣泛認為小天體對地球的撞擊曾經影響到地理和生物的歷史。太陽系中有數以千計的可以運行到地球軌道附近的、對地球存在潛在威脅的小天體。自1980年代以來，天文學家們對這些小天體的研究興趣逐漸提高起來，因為他們意識到太空中很擁擠，撞擊隨時都有可能發生。

據估計，10米大小的近地小行星可能有1 000萬顆，它們可能平均每10年就會撞擊地球一次，大部分落在海洋中。如果計算直徑是30米的近地小行星，那么它們的總數約有130萬，平均每200年撞擊一次。計算顯示，假如一顆直徑400米的小行星撞擊到陸地上，就可以造成全球農業減產。而目前據估計，直徑在100米到1千米之間的近地小行星大約有2萬顆。

天文學家們正努力以廣角相機巡天的方式來監測近距離接近地球的小行星，并發現一顆直徑250米的小行星有可能在2036年撞上地球。

天馬行空的真知灼見

一位清華大學的教授曾說：“在人類被毀滅的十個威脅中，最大的不是核武器、戰爭，而是小行星撞擊地球！”如果小行星真的要來，我們要怎么辦？能否做好提前防御，或者有什么好對策？

來聽聽同學們的觀點——

體育課代表

李一茂：以“爆”制暴

宇宙既然要玩點兒狠的，我們就以牙還牙：使用核武器，直接炸了多省心。

點評：的確有科學家建議通過發射無人駕駛的“核彈攔截者”飛船來完成這項計劃。給小行星送上一籃子核彈把它給徹底摧毀。核爆導致的劇烈輻射——而不是依靠純粹的爆炸產生的蠻力——沒準就能把這事給辦妥了。

生活委員

薛紅：溫柔一推

我沒有好辦法，但總之不要武力解決，“核轟小行星”這樣的策略完全是反應過度。為什么不能從動力學角度著手將小行星溫柔地推開呢？

點評：這位同學一定是倡導世界和平的使者。是的，的確在科學界存在一份“動力攔截者”的計劃，即通過迎面撞擊小行星使其發生軌道偏移。就像使用一把彈丸槍發射一顆旋轉的保齡球，這個想法旨在僅僅輕推一下小行星從而使其偏離既定軌道——而不是狠狠地將其砸得粉身碎骨。有資料顯示，只需時速達到1英里（約1.6千米）的撞擊，便足以使一顆小行星偏離軌道17萬英里（約27.4萬千米）之遠。前提是這一切必須在撞擊發生的前20年被完成。

小組長

梁楠楠：粉刷一新

我老爸是搞太陽能學的，我想讓他給這顆小行星“上漆”，或許也能讓它偏離軌道，躲開地球。

點評：哇，這位同學一定是對“太陽能軌道力學”有研究吧，確實有“上漆”這個必要的。打個比方，烈日炎炎的白天，你是愿意穿白色短袖還是黑色短袖？白色是聰明的選擇，白色能反射走更多的太陽輻射，黑色則反之。類似的，倘若給小行星的一部分刷上白色，那么被粉刷的部分就會感覺到更多的來自太陽輻射的“推力”，從而能不慌不忙地將其輕輕地推離既定軌道，和地球說拜拜啦。

學習委員

柳一：揚帆遠離

我也覺得可以利用自然的力量，比如太陽風能的使用。安裝個太陽帆，對小行星在一定角度內進行遠程控制。

點評：同學們的腦洞好像都打開了，真好！發射裝載了一面巨型太陽帆的飛船登陸近地小行星的表面。當太陽帆展開后，將會反射太陽輻射從而使其遠離原定目的地。但有專家質疑將太陽帆靠近小行星上是否可行，畢竟這些太空巨石處于劇烈翻滾和旋轉的狀態。

英語課代表

羅杰：天羅地網

設計一張大網，將這顆要撞我們的小行星用網套住。

點評：這個想法類似于太陽帆，網的材料選擇好可以增加小行星吸收和排出的太陽輻射的總量。科學家認為一張重550磅（約249千克）的碳纖維網，足以改變對地球存在潛在威脅的小行星的既定軌道。

班長

趙耀：照妖現形

鏡子能嚇退吸血鬼和蛇怪，估計，對怪獸般的小行星同樣奏效。

點評：班長就是班長，在小行星面前揮舞著一面鏡子和之前談到的使用核武器的選項大同小異。安放在戰略性位置的鏡子可以集中太陽光線，加熱小行星表面的一小部分，使其向外噴發出蒸汽。隨著小行星上這種噴射現象的出現，其產生的推力足以改變這顆太空巨石的運行路徑。

科幻迷

王蒙：火箭推離

來點痛快的，將一枚大塊頭兒的、轟鳴作響的火箭綁在小行星上，點火，走你。

點評：嗯，有時候，更直接一點會有好處。一艘飛船在小行星表面登陸，然后挖幾個洞將幾枚化學燃料驅動的重型火箭埋進去。這足以推開任何企圖給我們這顆藍色星球一個災難性擁抱的近地物體。

物理課代表

張珊：引力牽引

我初二物理課學過“引力牽引”，來個東西引開這顆惱人的小行星。

點評：宇宙中的所有物體都互相吸引，包括小行星和人造航天器。萬有引力也許是宇宙里最微弱的力了，但它同樣也是隨用陋有的，需要的只是一點點推力而已——所以對著小行星釋放這種力的話是行得通的。從理論上來說，我們需要做的僅僅是操控一臺笨重的機器人去接近小行星，然后通過萬有引力將其輕輕地拉開。不足之處是這種方法的成本和其他的比起來將會是天文數字……呃，那個給小行星上漆的辦法要多少錢來著？

勞技課代表

李劉斌：狼吞虎咽

發射一群饑腸轆轆的機器人去把小行星就地給生吞活剝了。

點評：這位孩子并不是在打某個電玩游戲。科學界“組合式小行星偏向任務噴射器節點”計劃——簡稱“瘋子”，說的就是這個。該計劃的設想是將一些核動力驅動的機器人發射到具有威脅的小行星上，在成功登陸后從小行星的表面開始往里挖掘，也可以說是“咀嚼”。然后機器人會將挖出來的碎礫通過電磁炮高速射進太空。理想狀態下，這會給小行星帶來一股類似于噴氣式火箭造成的推力——唯一不同的是這項工程不需要任何的化學燃料。然而，也能想象到，從突破到實現這項技術需要大量的實驗和相當長的時間。