中國將加強地球防衛?深空計劃升級行星防禦,核武抵禦小行星撞擊

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如果有一天,一顆巨大小行星鐵定要與地球相撞,我們怎麼辦?中國空間技術研究院嫦娥四號探測器項目執行總監張熇教授的團隊近日發表研究稱,如果距撞擊只有一週時間,核武器將是唯一選擇。《南華早報》報道,這項研究已發表在《中國科學:技術科學》期刊上。

報道稱,中國深空探索計劃已升級爲行星防禦計劃,並正在建設新的基礎設施,包括大規模雷達探測網絡。

張教授團隊對不同類型小行星施加各種外力進行了研究,包括核爆、動能撞擊、附着推離、離子束推離、質量驅動、引力牽引、太陽光壓和激光燒蝕等,結果表明,如果只剩一週時間的話,唯一的選擇是核武器。

研究指出,100萬噸當量的核彈頭可以抵禦直徑50米的碳質小行星,如果主要成分是硅的話,所需當量會更大。

不過我覺得科學家們的研究可能太過謹慎,因爲這似乎和我們的直覺不符。比如美國1962年7月6日在內華達州進行的“Sedan”核試驗,10.4萬噸當量的核彈在地表爆炸,形成了直徑390米,深達100米的巨大彈坑,遠遠超出了50米直徑的小行星。

最簡單的辦法是考慮引力結合能,也就是鬆散物質通過萬有引力聚集在一起的能量,它等於將這些物質移動到無限遠處所需的能量。如果我們將一個天體的碎片移動到無限遠處,它們就不可能再結合在一起了,就可以算是被徹底摧毀了。

引力結合能和重力常數G、球體質量M和半徑r有關,公式是U=0.6GM^2/r。

比如對地球來說,引力結合能是2.24×10^32焦耳,相當於太陽一個星期釋放的能量總和,所以要摧毀我們的地球可能頗爲不易。

如果是白堊紀撞擊地球,摧毀恐龍的直徑10公里小行星,密度按小行星平均約3克/立方厘米來算的話,引力結合能是9.88×10^18焦耳,相當於23.6億噸TNT,可能和目前地球上所有核武器總當量差不多。

而一個直徑1公里的小行星,引力結合能是4730噸TNT當量,比廣島原子彈還小,這意味着一顆原子彈就足以將它摧毀,把碎片移動到無窮遠處的地方,是不是很驚訝?一顆普通的原子彈就能做到!當然,這需要在小行星核心爆炸,如果是在表面爆炸的話,可能需要更大的原子彈。

碳質小行星一般密度在1.2至2.7克/立方厘米之間,我們還是按3克/立方厘米來算,一顆50米的小行星只需要370噸TNT當量就行了,一枚導彈就足以應對了。

是不是很意外?難道是科學家們算錯了?我說的是摧毀小行星,可能會產生很多碎片留在軌道上,仍可能對地球形成一定威脅。科學家們是考慮推離,讓它脫離撞擊地球的軌道,比如這項研究中,我看到爆炸距離是1000米,可能就是爲了避免小行星被炸碎吧。

不過外太空是真空,無法形成衝擊波,1000米外爆炸,只有靠電磁輻射和粒子輻射,這個計算很複雜,我就不班門弄斧了。

當然,我這種計算只是理論上的,而科學家們的研究更爲全面,考慮了多種可能性和不確定因素。

但無論如何,100萬噸核彈摧毀一顆直徑50米的鬆散岩石,也就是一棟樓,完全就是高射炮打蚊子,可以把它炸得連渣都不剩,根本沒必要去偏轉它來拯救地球。

從引力結合能公式來看,它是和半徑成反比,和質量平方成正比,而質量又與半徑的3次方成正比,也就是說引力結合能是和半徑的5次方成正比,這意味着隨着天體半徑的增大,引力結合能將急劇增加,所以我們要摧毀10公里以上的小行星很困難,但要摧毀直徑1公里以下的,應該是易如反掌,現有技術就能達到。

比如現在10萬噸級的核彈,重量也就幾百公斤,很多火箭都可以將它運送到遠離地球的地方,只要導航精度足夠高,完全可以在小行星到來之前,將其炸爲碎片,即使不能移動到無限遠處,部分碎片落入大氣層,也不會造成像1公里小行星直接撞擊地球那麼大的傷害。

所以小行星撞地球可能並不可怕,人類現有能力足以保護地球免受重大災難。當然前提是要及時發現小行星,並提前採取措施,所以中國將深空探索計劃升級爲行星防禦計劃,也是對人類命運負責的舉措。希望全人類都能團結起來,共同行動,保護我們唯一的家園——地球。



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