天體撞擊

在太陽系Solar System中,除了八大行星外,還存在著為數眾多的小行星和彗星,這些小天體在運行中不時會接近、甚至撞上其它行星。近地天體撞到地表時,會造成一個比自身直徑大10倍的洞,而實際破壞的範圍更遠超于此。天體在空間沿某一軌道運行時,在同一時刻于同一位置與另一運行軌道的天體發生碰撞。如在近地空間中大約在100顆Atens小行星,700±300顆Apollos小行星和約500顆Amors小行星,其中目前已觀測到約有50顆的運行軌道可與地球軌道相交,就可能發生相撞。

  • 中文名稱
    天體撞擊
  • 外文名稱
    Celestial impact 
  • 分類
    行星、彗星

​簡介

天體撞擊是各種天體發生碰撞的現象。多發生于小行星。天體在空間沿某一軌道運行時,在同一時刻于同一位置與另一運行軌道的天體發生碰撞。如在近地空間中大約在100顆Atens小行星,700±300顆Apollos小行星和約500顆Amors小行星,就可能發生相撞。在地球上,可根據撞擊坑數目來估計近地空間小行星撞擊地球的頻率。

天體撞擊

詳解

恐龍滅絕的撞擊事件並非地球歷史上最嚴重的一次,最有名的是2.3億年前的撞擊,當時世界的物種滅絕了90%,隻是大家比較喜歡恐龍,所以對恐龍滅絕的撞擊更加感興趣。地球挨了很多次"砸",但是滄海桑田,地質變化都磨滅掉了,但是還有100多個坑儲存了下來

從理論上講,太空中的小行星、彗星等小天體撞擊地球的可能性的確存在。但俄羅斯科學家根據理論計算後認為,高強度雷射可將小天體推離與地球相撞的軌道,或者將其摧毀。

據俄《訊息報》日前報道,俄科學院套用數學研究所專家伊瓦什金發表文章指出,可以把對付危險小天體的雷射器安裝在繞地球運行的空間站或未來的月球基地內,同時為雷射器配備用于觀察小天體的望遠鏡和提供電力的電站。

伊瓦什金針對波長3微米的紅外雷射和半徑100至500米、其密度為每立方釐米3克、近似球狀的小行星進行了大量理論計算。結果顯示,如果發現將給地球帶來危險的小行星,且應對時間充裕,就必須發射出威力相當于2.4萬噸至290萬噸梯恩梯炸葯的高強度雷射,使小行星表層物質轉變成向外發散,並相對于小行星運行方向反向運動的電漿,產生反向加速度,使小行星脫離與地球相撞的軌道。如果應對時間緊迫,則必須發射出威力相當于400萬噸至3340萬噸梯恩梯炸葯的雷射,將其摧毀成對地球無害的小碎塊。

伊瓦什金認為,若想發射出能摧毀小天體的雷射,雷射器射出的紅外雷射的初始直徑須達到約100米。如果未來的單個雷射器無法製造如此大直徑的雷射,可將數個高強度雷射器集中起來,共同創造出符合要求的雷射。根據計算,這樣的雷射器需配備發電功率達1300瓦至1.8萬瓦的電站。如果空間站上無法安裝這樣的電站,可以在未來的月球基地上鋪設總面積為1300平方公裏的太陽能電池板。

伊瓦什金同時指出,上述構想的實現有賴于科技的繼續發展,但從理論上說該構想是可行的。"蘇梅克-利維9號""阿波菲斯"是天文學家已知的近800顆具有潛在威脅的小行星之一,更是少數幾顆天文學家們希望可以進一步詳細研究的天體之一。

"阿波菲斯"行星是一顆繞太陽運行的近地小行星,其形狀不規則,直徑僅320米左右,質量約4200萬噸。是在2004年6月被發現的,此後失去蹤跡,直到6個月後又再次被發現。2004年聖誕前夜,科學家們在NASA的"近地天體計畫"辦公室中計算出,"阿波菲斯"將在2029年4月13日與地球擦身而過。科學家們通過對"阿波菲斯"小行星進行不間斷地觀測,並估算的資料顯示,至2029年"阿波菲斯"小行星與地球的之間的距離為18640英裏,這個距離比多數的通信衛星與地球的間距還要近幾千英裏。

當"阿波菲斯"接近地球時,其運行速度為每秒5.9公裏。如果擊中地球,將產生相當于11萬顆廣島核子彈爆炸所產生的能量,等同于整個紐約市及其周圍區域的地方都會瞬時毀滅;如果它撞擊在海洋中,那麽將引起毀滅性的海嘯,比2004年印度洋大海嘯更猛烈。因此,天文學家如此描述"阿波菲斯":一個致命的敵人。

2029年4月13日,黑色星期五,數以百萬的人們會來到戶外,抬頭仰望,驚異于自己的好運。小行星"阿波菲斯"將與地球擦身而過,一個光點劃過夜空,比許多人造衛星更快,比大部分恆星更明亮。2029年4月13日,小行星"阿波菲斯"將會在30000公裏的高空飛掠過地球。相比之下,地球同步衛星的軌道高度為36000公裏。在距離最近時,這顆小行星將會明亮得像一顆3等恆星。即使在城市的燈光中,在非洲、歐洲和亞洲肉眼可見。有記載以來,還沒有人曾經見過太空中如此明亮的小行星。

科學家們預測到,2029年,當阿波菲斯在地球附近呼嘯而過時,地球的引力會將這個天體扭成一種復雜的轉動搖擺的狀態,引力所產生的扭矩還可能將"阿波菲斯"撕裂。

這樣的事件從未被見證過,科學家們將獲得有史以來最好的一次機會,來觀察地球的引力如何影響一顆小行星的運動狀態。而這種研究,對于科學家們應對那些與地球有相撞危險的其他天體來說極具參考價值,因為小天體與地球接近時,都將發生類似的狀態變化。

當小行星"阿波菲斯"于2029年在距地球表面3萬多公裏的高空掠過地球後,其自身狀態和運行軌道將因地球引力而發生變化。這一變化足以導致它在7年後,也就是2036年"擊中"地球。所產生的力足以使美國德州消失,或使兩個歐洲國家消失。在如此毀滅性的撞擊中,地球上的生物難以逃過此劫。一位俄羅斯科學家預言,2036年某天,一顆小行星將撞擊地球,其爆炸產生的能量相當于11萬顆在廣島爆炸的核子彈,地球上的生物將受到毀滅性打擊。

在俄羅斯聖彼得堡舉行的小行星和彗星安全問題研討會上,俄羅斯天文學家肖爾製作了一個模型,假設"阿波菲斯"擊中太平洋,將會掀起200米高的巨浪,它的沖擊波掀起的灰塵,將籠罩地球上1/4的地區,這一地區裏的動植物和人類將因為嚴寒和食物鏈被破壞而死去……

世界各國的科學家緊密合作,用各種辦法來保衛我們賴以生存的地球:

1.安放跟蹤器

據美國宇航局(NASA)報道,2013年是觀察"阿波菲斯"空間運行軌跡的最佳時機。屆時,如果觀察結果證實了這塊太空巨石撞擊地球的可能性,搭載著無線電跟蹤器的太空船將在10年內啓程飛往"約會"地點。倘若跟蹤儀顯示小行星確實將與地球相撞,美國宇航局將設法使其偏離原來的軌道以避開地球。

2."引力拖車"

美國宇航局準備在"阿波菲斯"2029年飛臨地球時,用"引力拖車"將其引開。在2029年小行星經過地球附近時,隻需發射一枚約1噸重的"引力拖車"飛船,就可以明顯改變這顆小行星的運行軌道。為做到萬無一失,科學家還需要進一步考核。第一步,在地面進行觀測,計算"拖"開小行星的可行性;第二步,研究人員應該演習考證"引力拖車"成功幾率;第三步,以前已有飛船靠近小行星進行空間勘測,收集的資料對"引力拖車"很有幫助。"引力拖車"是一種創新思維。之前防撞擊是利用爆炸的反沖力改變小行星的運行軌道,而"引力拖車"不再需要爆炸,而且沒有核污染。

3.發射太空飛行器

人類已經想出了不少避免小行星與地球碰撞的方法。

美宇航局宇航員盧傑和斯坦利·洛沃已擬定一個方案:發射一艘太空飛行器,利用其對"阿波菲斯"小行星產生的引力,讓它不會撞上地球。

有科學家提出,可以讓太空飛行器以與小行星相同的速度和方向與它"並肩而行",當兩者達到相對靜止的時候,用機械臂去"推一下",改變其運行軌道。還有人提議在小行星上安置"巨型火箭驅動器",改變其軌道;或者在太空中放置一個巨大的聚光鏡,反射太陽光將小行星汽化。

中國科學家周海中指出:要避免"殺手"小天體撞地球,首先應該建立全球性的聯測網和預警系統,操控世界各地的望遠鏡以探測並跟蹤可能給地球造成傷害的小天體;其次製定一個所謂應對它們的應急計畫;再次應該配備更先進的觀測設備,培養更多的高級專門人材,做好這方面的科普宣傳工作。

"蘇梅克-利維9號"彗星撞擊木星

"蘇梅克-利維9號"彗星是在1993年3月26日由美國科學家蘇梅克夫婦與戴維·利維合作發現的第9顆彗星。它以11年左右的周期繞太陽運動,變成繞木星運動的群體。天文學家經過計算,成功地預計了1994年7月17日至22日之間,這顆彗星的碎塊將以每秒60千米的速度先後撞擊至木星背著地球一面的南緯約44°的地方,這可是一次罕見的天文現象。撞擊過程中,在木星上空出現了爆炸、火球、閃光,在木星大氣中形成了黑斑。這次天體撞擊事件必將在天文學史中留下輝煌的一頁。

天體撞擊

防御

著名學者周海中教授指出:目前,科學界有多種防御方案,並且有些方案正在準備付諸行動。具“理論可行性”的方案有:

一是用核武器去炸掉它,但麻煩的是爆炸很可能把它變成許多小“殺手”,把帶有放射性的物體拋入不可預測的軌道;而對于一些松散結構的近地小天體,爆炸所起到的作用又很有限。這種方法一直毀譽參半。

二是用太空飛船撞擊它,改變其軌道或把它撞碎。這種方法比較有效,但如同用核武器一樣,這也可能把災難擴大數倍。

三是用航空器給它施加壓力(即用機械力),使它加速或減速,從而改變其飛行方向。這種方法比較理想,但不易實行,並存在一定的風險。

四是用雷射使它的表面物質向外發散,從而產生反向加速度使它改變飛行方向;或者用超強雷射把它摧毀成對地球無害的小碎塊。這種方法也比較理想,但必須要有超大功率的雷射系統。

五是用油漆塗料來改變它的顏色,影響它吸收太陽光和熱量,通過熱能的變化來改變其軌道。這種方法見效比較慢,另外所需的大量塗料如何運去也是個問題。

六是用火箭把一面巨大的風箏形太陽帆傳送到它的上面,而張開的太陽帆利用反彈太陽光子所產生的壓力把它逐漸推離原來的軌道。這種方法的技術要求較高,難度較大。

七是在它的表面插入一種像火箭那樣的裝置,讓這種裝置不斷地噴出物質,像噴氣式飛機那樣,通過反作用力來改變其飛行方向。這種方法好像有點浪漫色彩。

當然,還有其他的防御方案。不過,所有的方案現在幾乎都停留在理論構想階段;它們是否切實可行可靠,還要靠將來的實踐來檢驗。

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