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159年后小行星可能撞擊地球?中美解決方案大PK,到底誰更勝一籌
2023/09/21

9月19日,外媒報道,從2020年就被收集、在宇宙中飄蕩了近3年的貝努小行星土壤樣本,終于要在24日被帶回地球了!

貝努小行星被認為起源于原始的太陽系碎片,科學家認為,通過對貝努小行星的樣本分析,會對研究整個太陽系的起源有很大幫助。

貝努小行星可能撞擊地球

然而,欣喜之余,大家并沒有忘記,貝努小行星自從被發現開始,每隔6年就會與地球「擦肩而過」一次。雖然每一次擦肩而過貝努都沒有對地球造成直接傷害,但是科學家認為,它的運行軌道與地球存在相交點,所以存在直接撞擊地球的風險。

根據NASA的推算, 貝努可能會在2182年9月24日(159年后)撞擊地球,機率大概為2700分之一,即0.037%。而撞擊造成的沖擊力相當于22顆原子彈同時爆炸的能量,結果是將砸出一個直徑約六英里的隕石坑,并對周圍約600英里范圍內的各個方向造成廣泛破壞。

防患于未然,中美方案大PK

鑒于這樣巨大的威力,即使貝努撞擊地球的可能性很低,NASA還是提出了解決這顆小行星的預備方案。他們將這個計劃稱之為「 緊急響應超高速小行星減緩任務」(HAMMER)

具體是提前一年多發射 75枚德爾塔IV型重型火箭,直接撞擊貝努,強行改變貝努的運行軌跡,避免其與地球相撞。但這個方案就存在一個問題,萬一在這樣的撞擊力度下,貝努不只是改變方向,直接被炸成碎片怎麼辦?

要知道,行星被炸成碎片后的風險還是很高的,因為這 無數的碎片會因為爆炸的力量加速向地球沖過來,搞不好造成的傷害比一整顆行星撞擊地球還嚴重。而且,這個方案中使用的重型火箭數量太多了,成本極高。

對此,中國科學院的專家們坐不住了。他們提出一個新的思路,即 不讓火箭末級和所攜帶的航天器分離,兩者作為一個整體一起去撞擊小行星。由于加上了航天器,火箭整體的質量肯定大大增加,這樣撞擊時的動能也就大大提升了。

據推測,這樣的 一枚火箭相當于三枚傳統火箭的撞擊力度。這樣一來,這個方案僅需23枚長征5號火箭組成的艦隊即可完成。

同時,為了防止貝努被擊碎分解后的碎片撞擊地球。中科院的專家還在 火箭頭部設計了一個偏轉器,在撞擊時起到緩沖作用,避免將貝努小行星擊碎。同時也能保證將力量傳遞給小行星,使其按照預定計劃改變軌道。

相比之下,我國科學家的方案無論在成本還是效率方面都更出色。 美國方案需要25年的預警時間,而中國方案只需10年

果然啊,在堅守家園這一塊還得看中國人。

物盡其用

就像文章開頭說到的,貝努小行星是起源于45億年前太陽系形成時的原始碎片,所以它對于研究太陽系的起源和演化具有重大意義,既然它對地球的威脅已經基本上算是解決了,這麼好的研究材料可不能浪費了。

除了預計24日到達,亟待分析的土壤樣本之外,NASA派出的探測器抵達貝努不久,就發現了一個神秘現象: 貝努持續向外噴射顆粒

經過研究小組對可能導致噴射事件的機制進行調查后,他們將可能原因圈定在了三個答案之中: 流星撞擊、熱應力破裂和水蒸氣釋放

在宇宙中,流星撞擊是常有的事,這些太空巖石的碎片可能會撞擊到貝努,讓它 表面的松散顆粒受到震動,導致噴射活動。另外,還有一個合理的解釋是熱應力壓裂。貝努小行星的表面溫度在4.3小時的旋轉周期內變化得非常劇烈。這種 溫度變化很可能會導致巖石破裂,最終導致小顆粒從貝努表面噴射而出。

可以想象一下,就好像貝努小行星是一個顆粒堆積而成的圓形沙堆,當有個東西砸向它的時候,沙子就會被震撼得四處飛濺。而在貝努的表面溫度忽冷忽熱的變化下,沙堆里的石頭會因為膨脹和收縮而破裂,造成更多的噴射現象。

而第三種可能的原因是水蒸氣釋放,當貝努的含水粘土被加熱時,水就變成了水蒸汽,由此產生的壓力在巖石的裂縫和孔洞中一點點,在 壓力達到頂峰時,最終會釋放出來,貝努表面松散的顆粒也就隨著氣流噴射。

在面對貝努小行星的例子時,或許有一個道理是正確的:一切恐懼皆來源于火力不足。當你的 技術力達到足夠強大的地步,威脅也會被轉化為可利用的資源,為自己的發展添磚加瓦。



參考資料

撞威力相當于22顆原子彈的爆炸能量,NASA:發生的機率僅為0.037%
中國科學家提出火箭撞擊小行星拯救地球新方案,比美國節約15年

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