科学家能否阻止“星球杀手”小行星撞到地球？

快点，还有时间！（图片来源：NASA Goddard）

这是一个经典的科幻场景：巨大小行星被发现朝向地球施加，这一定会在撞击时引发灾难性的灭绝。勇敢的科学家只有一年的时间就可以对太空岩石进行先发制人的罢工，以将其击倒或将其吹到碎片上 - 人类的命运受到威胁。他们可以停止吗？

这个世界末日的情况很可能是今天活着的一个人类将永远不必面对。天文学家绘制了超过的轨迹33,000小行星这偶尔会采用地球的紧密方法，至少在接下来的100年中，没有任何影响会产生任何影响的风险。

尽管如此，科学家知道灾难几乎没有警告。成千上万的小行星隐藏在阳光的眩光中，包括许多足够大的岩石，可以消灭整个城市，欧洲航天局（（ESA）警告数十个“星球杀手”的小行星 - 那些尺寸比0.6英里（1公里）较宽并能够触发全球灭绝事件的小行星 - 仍然潜伏在我们的中太阳系。

因此，太空机构将世界末日的情况“非常认真”，布伦特·巴比（Brent Barbee），一名航空航天工程师NASA马里兰大学的戈达德太空飞行中心和航空工程教授告诉《现场科学》。经过多年的研究 - 包括世界上第一个偏转实际的小行星的任务在太空中 - 国际社会的努力产生了两种可行的方法来改变潜在的致命小行星课程：用高速影响器击中它，或者用它来击打核爆炸物。

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动力学撞击方法

动画可视化DART对其小行星目标的方法。（图片来源：NASA/JOHNS HOPKINS APL）

目前，偏转小行星的唯一可探明的方法是动力学影响器方法 - 本质上是非常非常高的宇宙池游戏。

Barbee说：“动力学撞击器是一种航天器，基本上只是高速撞入小行星，并将其动量转移到小行星上，就像打台球一样。” “但是随后从影响点从小行星流出的弹出材料可以为小行星提供额外的动量变化，并将其更难推动。”

NASA测试了动力学撞击方法，最近双小行星重定向测试（DART）- 一项耗资3.25亿美元的任务，故意将一艘超速飞船撞到2022年9月的580英尺宽（177米）小行星迪莫尔波斯（Dimorphos）。

Dimorphos对地球没有任何威胁，而是由于其大小和围绕较大伴侣小行星Didymos的轨道而建立的主要目标。跟随成功的影响9月26日，Dimorphos周围的Didymos的轨道减慢了33分钟的速度，这是撞击和撞击的结果mass从小行星表面弹出。该任务 - 人类的第一个也是到目前为止只是试图改变小行星的过程 - 取得了巨大的成功。

Hubble Space望远镜可以看到，NASA的DART探头粉碎到小行星二聚二线后产生的巨型尘羽的图像。（图片来源：科学：NASA，ESA，STSCI，Jian-Yang Li（PSI）图像处理：Joseph Depasquale（STSCI））

但是，动力学撞击方法的缺点。特别是，目标小行星的目标越大，则需要越多的动力学撞击器来偏转它。

例如，为了偏转小行星的宽度大约2,000英尺（610 m）宽（或大约是二型二脚吗？行星防御会议今年。为了使小行星的宽度为4,900英尺（1.5公里）宽 - 一个真正的“星球杀手” - 我们需要同时发射565至1,266个动力学撞击器，具体取决于地球的哪一部分小行星有望罢工。（一眼的打击要比击中中心的命中率要少得多）。

巴比说：“无论哪种方式，这些数字都是完全不切实际的。”

核选择

巴比说，当前偏转大自然的“最佳选择”是向其发起核武器。

他补充说：“在我们的分析中，一个适当尺寸的核爆炸装置也能够偏转1.5公里大小的小行星。”

从逻辑上讲，该过程将像常规行星际任务一样开始，核武器安装在标准发射车上，然后在小型航天器上运送到小行星。从那里开始，可以在高速飞行期间在小行星附近引爆武器 - 或者，理想情况下，荷克携带的航天器可以与目标小行星聚会，几个月甚至几年才能找到完美的接近角度，很像NASA的Osiris-Rex航天器确实Barbee说，从2018年12月到2020年10月，与小行星Bennu。

然后，爆炸 - 爆炸看起来与地球上曾经引爆过的任何核弹看起来都一样。

巴比说：“当然，空间是一种真空……因此，您不会得到大压力波或陆地爆炸的任何热效应。” “您一次获得了很多辐射。”

这种辐射的洪流将穿透并蒸发小行星表面的薄外层。然后，就像动力学对类固醇的动力学撞击器一样，蒸发的材料会从小行星上射出，使岩石有力地从爆炸中移开。如果正确地定位，爆炸将使行星杀手与地球碰撞路线击倒。

这种方法可能同样有效地破坏较小的“城市杀手”小行星Barbee说，那些直径至少165英尺（50 m）的人通常被认为是小行星到达地球表面的最小尺寸。虽然对这种岩石的动力学影响会使它破碎，但形成了以不可预测的方式移动的一批未知大小的块，但位置良好的核武器可以简单地“将小行星吹向Smithereens”。

但是，就目前而言，“核”方法仅在基于地面爆炸的数据的模拟中存在。许多因素，包括小行星的规模和组成，以及其对地球方法的时间范围和轨迹，最终将影响这种任务的成功。