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如果“行星杀手”小行星袭击地球,我们该怎么办?

日期:2022年06月18日

       新浪科技讯北京时间2月25日消息, 如果一个巨大的太空物体即将撞击地球, 我们该怎么办?我们也许可以用宇宙飞船重击它以使其偏转, 或者用核武器引爆它;用重力牵引装置拖动它;甚至用聚焦的阳光减慢它的速度。那么, 哪个选项?麻省理工学院的研究人员计算了这个问题, 提出了一个系统来评估这些选项的最终效果, 并根据两颗小行星及其在太空中的路径进行了模拟。首先, 我们必须决定是先执行侦察任务还是立即发动全面攻击。这是在生存压力下做出的重大决定, 促使麻省理工学院团队于今年 2 月在 ActaAstronautica 上发表了一篇具有指导意义的论文, 探索了一些小行星偏转方向计划的方法。在电影中, 小行星撞击几乎总是在最后一刻发生:一块巨大而致命的太空岩石像一颗从黑暗中射出的子弹一样撞击地球, 从它被发现到预计撞击数周甚至数天只有几天。根据美国宇航局行星防御办公室 2019 年 4 月的一份报告, 小行星撞击是对人类的真正威胁, 但与此同时, 美国宇航局认为他们发现了体积最大、可能最致命的天体, 以及所谓的行星杀手这些天体中的一些不太可能撞击地球。当然, 也许还有许多较小的小行星仍然大到足以摧毁尚未发现的整个城市。地球附近的大多数较大的太空物体已经受到密切监视, 因此在小行星撞击地球之前, 我们可能会收到大量警告。天文学家在靠近地球的地方观察这些太空岩石, 看看它们是否会穿过一些钥匙孔。每颗威胁地球的小行星都会在其围绕太阳运行的轨道上的不同点上移动得更近或更远。沿着这条路径, 在地球附近有所谓的钥匙孔。如果小行星在下次接近我们的星球时发生碰撞, 它必须通过这个空间区域。 “钥匙孔就像一扇门,

一旦打开, 小行星将很快撞上地球, 很有可能, ”主要作者、三星工程师 SungWook Paek 说, 他在撰写这篇论文时是麻省理工学院的研究生。 .论文指出, 防止物体撞击地球的最简单时间是在它通过某个锁孔之前。这将首先防止物体撞向地球。
       一旦小行星穿过钥匙孔并进入轨道撞击地球, 拯救地球将需要更多的资源和能源, 并涉及更多的风险。 SungWookPaek 和其他作者放弃了大多数偏转小行星的选择, 只考虑了核爆炸和撞击的选择。他们写道, 核爆炸很可能会出现问题, 因为小行星在核爆炸后的具体行为并不容易确定, 而且对核武器的政治担忧也可能会阻碍任务。最后, 他们提供了三种偏转小行星任务的选项。如果发现一颗行星杀手小行星正朝着钥匙孔前进, 这些计划可以立即准备就绪。
        (1) 0型任务:向来袭目标发射重型撞击器, 利用尽可能多的目标组成和轨道信息使其脱轨; (2) 第一类任务:先发射侦察兵, 在主撞击体发射前收集小行星的近距数据, 以便更好地瞄准射击, 获得效果; (3)二类任务:侦察的同时发射小型撞击器, 击中目标使其略微偏离轨道;然后, 根据侦察员和第一个撞击器的信息, 对第二个小型撞击器进行微调, 以使小行星最终不会穿过钥匙孔。
       研究人员写道, 0 型任务的问题在于, 地球上的望远镜只能收集有关行星杀手小行星的粗略信息, 这些小行星距离较远、相对较小, 并且反射微弱的光线。如果没有关于小行星质量、速度或物理成分的信息, 撞击任务将不得不依赖一些不准确的估计, 从而使无法阻止小行星通过钥匙孔的风险更高。研究人员认为, Type 1 任务更有可能成功, 因为它们可以更好地确定小行星的质量和速度,

但此类任务也需要更多的时间和资源。类型 2 任务可能效果更好, 但需要更多时间和资源。研究人员开发了一种计算任务的方法更好的方法基于两个因素:从任务开始到小行星到达钥匙孔的时间, 以及正确偏转特定小行星的难度。研究人员将这些计算应用于附近的两颗行星杀手小行星:Apophis 和 Bennu, 并提出了一套复杂的指令。一旦其中一颗小行星开始向钥匙孔移动, 这组指令可用于设计一个使其偏转的探测器。他们发现, 只要有足够的时间, Type 2 任务几乎总是能正确地偏转小行星 Bennu。
       但是, 如果时间很短, 可以使用快速修复 0 型任务。只有少数情况下类型 1 任务会起作用。对于小行星阿波菲斯来说, 情况就不同了, 而且更加复杂。如果时间紧迫, 通常会选择类型 1 任务:快速收集数据以正确瞄准和命中。随着时间的推移, 类型 2 任务有时是更好的选择, 这取决于小行星偏离其轨道的难度。无论如何, Type 0 任务对 Apophis 没有影响。如果时间太短, 阿波菲斯和本努都无法成功转移任务。
       小行星之间的差异归结为它们的质量和速度的不确定性, 以及它们内部的物质如何对撞击做出反应。研究人员写道, 这些基本原理也可以用来研究其他潜在的行星杀手, 未来的研究可以结合其他选择来改变小行星的方向, 包括核武器。选择越多越复杂计算起来越困难。研究人员写道, 在未来, 训练机器学习算法将在帮助天文学家根据准确的可用数据在小行星撞击地球的情况下做出决策方面发挥更大的作用。

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