美国航天最近很热闹,继SLS四连鸽之后,NASA执行“双小行星重定向测试”(DART)任务的宇宙飞船成功撞击上小行星“迪莫弗斯”(Dimorphos),使其偏离了原来的运行轨道,完成了检验能否使“杀手小行星”偏离地球的测试任务。
NASA为什么要撞击小行星呢?这次撞击有什么意义?“迪莫弗斯”(Dimorphos)又是如何入选的呢?
恐龙的灭绝
星球撞击(星球撞击地球)
要回答这些问题,我们得先回到6600万年前。彼时的地球处于中生代白垩纪与新生代古近纪之间,恐龙主宰着这个星球。遥远的太空中,位于小行星带的一个直径接近160公里、名为巴普提斯蒂娜的小行星(小行星298)在1.6亿年前被一颗直径约55公里的小行星撞击后粉碎,产生的碎片形成了巴普提斯蒂娜族小行星带,但有一些碎片机缘巧合之下成功闯入了地球轨道,其中最引人注目的是那颗直径约10公里的碎片,它穿越大气层,在6600万年前撞击了墨西哥的尤卡坦半岛,形成了著名的希克苏鲁伯陨石坑。
撞击后,陨石完全蒸发,撞击的瞬间产生了5.0×10^23焦耳的能量,相当于九十多万亿吨TNT炸药,冲击波绕着地球转了一圈又一圈,引发了一连串的海啸、地震和火山喷发,因此产生了大量的灰尘,遮天蔽日,地球瞬间陷入黑暗之中。据估测,大气中的灰尘遮挡住太阳的时间长达一年之久,地面的植物无法进行光合作用,动物无法呼吸,大量死亡,恐龙也因此从这个星球上消失。
更恐怖的是,陨石撞击、火山喷发等使得地表的硫磺蒸发,进而聚集成云成雨,酸雨连着下了好几周,再次给遭受重创的动植物致命一击。这次撞击从根本上重塑了地球的生态结构,结束了超过1.5亿年的恐龙时代。
如何避免小行星撞地球?
随着现代科学的发展,人类对太空的了解和探索越来越多,更多的行星、小行星进入人们的视野,各种“小行星撞击地球”的说法层出不穷,如果未来有一天,真的出现一颗可能会撞击到地球的小行星,我们该怎么办?截止到目前,科学家想出了多种办法,馆长这里简单说明一下,你来看看哪种方法更合适?
方法一:在物理学中,强调的是力的作用是相互的。只要一个物体对另一个物体施加了力,受力物体反过来也肯定会给施力物体施加一个力。也就是说,如果对一个物质施加一个力,同时就会引起反作用力。如果我们发现有一颗小行星即将和地球相撞,那么,利用力的相互作用原理,可以向小行星的上方发射一枚火箭,在预先设定好的位置爆炸,爆炸产生的冲击力会作用到小行星上,进而迫使小行星改变运动轨迹,使其远离地球。
方法二:搬运法。建造一艘宇宙飞船对于现在的科学技术来说已经不是难事了,在探测到即将撞击地球的小行星之后,就可以计算出这颗小行星的大小、质量,进而计算出重力。根据其重力我们建造出一艘重力超过小行星的宇宙飞船,飞船飞上太空之后,可利用自身的重力将小行星吸住,如可能,还可利用引擎将其运走,改变其轨道,使其远离地球。
方法三:提前毁灭法,将一切可能威胁到地球的小行星都扼杀在摇篮里。方法是充分利用太阳的能量,在太阳附近建造一个空间站。当然了,这个空间站和我们大家理解中的空间站不同,这个空间站需要布满大型放大镜,目的就是搜寻进入太阳系的、有潜在威胁的小行星,一旦发现,就调集所有的放大镜集中照射这颗小行星,加大太阳施加给它的热量,使其表面物质尽快燃烧蒸发,蒸发会产生向上的云团,在云团的推动下,小行星会向下运动,在一定程度上,也能改变其运行轨道,幸运的话,也许就飞离地球了。
方法四:与方法三相反,有科学家建议,既然能用太阳的热量使小行星表面蒸发,产生云团促使其改变方向,那我们也可以发明一种反光膜,用反光膜把小行星给包起来,这样太阳放射出来的光和热它就吸收不到了,反而会被反光膜给反射出去,反射的过程中也会产生一个微弱的推力,也有可能会改变其运动轨迹,使其远离地球。
方法五:提早发现,提早布局,在小行星上安装一个火箭发动机,利用火箭发射原理,把小行星当做火箭发射出去。如果这一方法能成功,不但会改变其运动轨迹和行进方向,甚至我们还可以利用它去撞击别的星球。
方法六:就是美国NASA此次采取的方法,用人类发射的飞行器去撞击小行星,迫使其改变轨道。对比看来,方法六是目前为止,最容易实现的方法。当然,实施起来难度还是非常大的。
NASA此次的试验有何意义?
NASA的这次双小行星重定向测试(DART)是人类首次行星主动防御试验的顺利实施,目的是测试针对近地卫星的一种行星防御方法,而被撞击的对象迪莫弗斯(Dimorphos)是科学家在2003年发现的一颗双小行星(Didymos)的小型卫星,直径仅有170米,2022年10月4日的时候,它与地球的距离是1060万公里。
2021年11月24日凌晨1点21分(北京时间24日14时21分),NASA的DART航天器搭乘一枚“猎鹰9”火箭从加州范登堡太空军基地发射升空,历经10个月的太空飞行后,探测器坠入双小行星(Didymos)的小型卫星迪莫弗斯(Dimorphos),也就是与迪莫弗斯相撞,撞击后是否能改变该小型卫星的移动轨迹还需要进一步观测。如果最终的实验结果显示,该小型卫星改变了轨道,那未来人类就能发射航天器去撞击可能会威胁地球安全的小行星,来保卫我们的家园。
参与撞击的DART航天器重610千克,是第一个使用径向线平面螺旋天线(RLSA)的航天器,采NEXT离子推进器,主体尺寸与一辆小汽车相当,两侧各有一个完全展开后长约8.6米的太阳能电池板。
这里需要提一句,迪莫弗斯(Dimorphos)撞击前运行的轨道并没有对地球造成威胁,并不是科学家发现其可能会撞上地球才有这次计划的,只能说它是众多行星中被选出来做试验的而已。
地球处在浩瀚的宇宙中,有着之前被撞击、造成生物灭绝的先例在,人类在有能力进行未雨绸缪的时候做些准备才是明智之举。虽然全球的航天局都在盯着太空,一直在寻找那些可能会对人类文明造成毁灭性打击的小行星,但这么多年观察、监测下来,天文学家们只发现一些具有威胁性的太空岩石,没发现什么可能会撞地球的小行星,所以在未来的一个世纪内我们都不用担心。
NASA的DART探测器虽然是第一个主动去撞击小行星的飞行器,但绝不是最后一个。欧洲已经计划在2024年发射一个飞行器到Didymos,去查看一下DART完成的“撞击结果”,确认下此次撞击所形成的陨石坑的特征,为之后的可行性撞击积累实验数据。
我国也没站在旁边干看着,之前国家航天局副局长吴艳华在接受央视专访时就曾表示,咱们国家已经着手组建近地小行星防御系统了,或许在2025年或2026年就能开启一次小行星的撞击防御实验了。毕竟,地球是属于整个人类的,保护地球,人人有责。
小结:
当然了,地球未来的结局会如何现在谁也预测不到,也许等不到小行星到来的那一天,她就已经被外星人控制了、在温室效应下变成了茫茫大海、在高科技的加持下成为机器人的星球、或者在核战中消失在茫茫宇宙中。而身为普通人的我们,能做的就是从小事入手,节约一切可节约的资源,尽可能地延长地球的生命了。
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