科学家设想派太空舰队发射激光对付撞地行星

顾汉现

科学家设想派太空舰队发射激光对付撞地行星

作者：魏冬

发布时间：2009-3-28 22:38:45

科学家设想派太空舰队发射激光对付撞地行星





如何避免2036年小行星碰撞地球？





宇宙飞船舰队激光装置摧毁小行星示意图

2036年，一颗较大的小行星将进入可能与地球碰撞的轨道，如果与地球发生碰撞，它将落入太平洋，引起毁灭性的海啸。面对这样的灾难我们将如何应对呢？英国《新科学家》杂志撰文进行了探讨。

用一颗核弹摧毁可能撞击地球的小行星是一种设想，但是爆炸后的碎片残骸仍可能威胁地球，或许我们应当采用一种尚未经证实、仍存在危险性的技术——用一个较重的物体碰撞挤推这颗小行星，使其偏离轨道。此外除了高能量激光装置射击方法，我们还有另一种策略——无须将它分解，小型核弹引爆形成轻微推挤作用力使小行星偏离地球。

可行方案——小型核弹引爆产生轻微推挤作用力

数以千计的小行星会途经地球轨道，但很少有小行星会进入与地球发生碰撞的轨道范围。目前最令天文学家担忧的是2036年一颗270米直径的小行星与地球碰撞的概率为45000分之1，这颗小行星被命名为“阿波菲斯”(Apophis)。

为了调查如何使“阿波菲斯”或其他小行星偏离至安全轨道，美国加州劳伦斯·利弗摩尔国家实验室的大卫·迪尔伯恩(David Dearborn)带领一支研究小组模拟核弹爆炸小行星的轨迹，他们所模拟的小行星直径为1公里，由松散的岩石层构成。

在小行星碰撞地球之前的13年就需要对该小行星进行核爆炸，这样的核爆炸需要10万吨的TNT炸药。核爆炸产生的推挤作用力将使其运行速度轻微地增加6.5毫米/秒，这种轻微改变足以使小行星偏离地球。

这项技术也减少了小行星分解所带来的危险，仅有百分之一的小行星残骸会脱落，残骸进入地球大气层的概率仅为百万分之一。迪尔伯恩强调称，这项技术方法现已得到证实，并且不同于“动力碰撞策略”——使用较重物体猛推小行星进入其他轨道路径。他说：“如果真得面临小行星碰撞危机，我们应当知道这种方法是可行的，同时我们应当有一些较好的方法如何去操作实施。”

目前，迪尔伯恩正在模拟采用小型核爆炸挤推小行星所产生的效果，在他的模拟实验中小型核炸弹少于1千吨，埋入小行星表面1米之下。他模拟的核爆炸条件降低了核装置的重量，能更容易、更快地发射。他将于4月份在西班牙召开的第一届国际宇宙航行学会(IAA)行星防御会议上进行讨论。

宇宙飞船舰队的激光装置射击小行星

然而，采用激光很难将小行星推挤偏离地球轨道，英国格拉斯哥大学的马西米利诺·瓦西勒(Massimiliano Vasile)和同事们依据激光方法提供了一种摧毁小行星方案。发射8艘以上的宇宙飞船组成舰队，每艘宇宙飞船都携带激光装置，抵达会合在小行星的位置。宇宙飞船盘旋在距离小行星几千米的位置，每艘宇宙飞船都将展开20米宽的镜子，该镜子是由聚酯薄膜等柔韧材料构成，镜子将聚焦太阳光线至宇宙飞船的太阳能板上，为激光装置提供动力。宇宙飞船上的8个激光装置将同时对小行星表面的同一区域进行射击，将小行星的某一区域蒸发，形成气体烟雾，从而使小行星偏离轨道。研究小组称，这种激光方法将产生轻微推挤作用力，这种方法需要持续进行数月或几年时间。该方法不会使小行星分解产生任何小碎片。

可靠性是至关重要的

瓦西勒也将于4月出席行星防御会议，他将在会议上阐述这种激光方法的灵活性和可行性，他说：“我们可以排列一支宇宙飞船舰队，如果某个宇宙飞船损坏，可由其他的进行替补。同时，这支宇宙飞船舰队还可以升级，如果遇到质量更大的小行星，或者需要更快地摧毁小行星，只需添加更多的宇宙飞船就行了。”

美国加州宇航公司(Aerospace Corporation)的比尔·艾罗尔(Bill Ailor)称，无论哪种方法被采用，对于偏离小行星轨道这项任务中至关重要的是可靠性。他是4月份召开行星防御会议的主持人，他说：“发射核弹运载火箭的失败概率是100分之1，新型宇宙飞船的发射失败概率是3分之1。这是小行星偏离任务中至关重要的因素。”

核弹摧毁小行星并没有想象得那么可怕

如果我们发现一颗小行星处于与地球碰撞的轨道上，已没有时间推挤使其偏离地球轨道，我们将如果炸毁这颗小行星呢？富有争议的是炸毁小行星所形成的小碎片进入地球大气层后仍构成很大的威胁。目前，迪尔伯恩带领的一支研究小组进行了计算机模拟实验，结果显示炸毁小行星并不像之前所想像得那么可怕。在他们的模拟实验中，1颗1公里直径的小行星并没有什么威胁，宇宙飞船将携带900千吨核弹装置在碰撞前1000天拦截这颗小行星，将这些核弹装置埋入小行星表面10米之下进行引爆。爆炸将使小行星成为巨大的残骸云，虽然也会有一些残骸进入地球大气层，但是这颗10亿吨小行星的主要质量碰撞地球的概率只有十万分之一。

然而，美国马里兰大学的德里克·理查森(Derek Richardson)警告称，用核弹引爆的方法摧毁小行星存在着风险性，由于小行星的爆炸分解主要取决于小行星的内部结构。很可能核弹引爆之后只是在小行星表面上炸出一个大洞而已。