幾天前的一條熱搜讓很多人徹底慌了。
新聞里說,2022年5月6日,將有一顆名為2009JF1的小行星撞擊地球,不過這可不是普通的小行星。
據(jù)稱,這顆叫2009 JF1的小行星約130米,近似吉薩金字塔大小,一旦撞擊地球,其所釋放的碰撞威力相當于15顆廣島原子彈。
但據(jù)NASA近地天體研究中心數(shù)據(jù)顯示,2009 JF1小行星并不是網(wǎng)上所傳的130米,其直徑只有13米,質(zhì)量約2800噸,碰撞威力約23萬噸TNT。
而且按照都靈指數(shù)分類,這顆2009 JF1小行星是0等級,撞擊向地球的概率只有0.026 %,尚不能對地球形成實質(zhì)威脅。
所以,2022年2009 JF1小行星撞上地球的概率并不大。
其實,“小行星撞擊地球”事件發(fā)生的并不少,比如前段時間的“2019OK”小行星撞地球風波。
那是2019年7月25日,看起來對于地球來說不過是平凡的一天。
當天,新首相約翰遜上任進入到第二天,英國正準備在3個月內(nèi)硬脫歐;
中國票房已破47億的動畫片《哪吒》上映;
地球上的人們在為自己的生活各自奔忙……
沒有人想到,彼時地球正與一場“滅頂之災”擦肩而過。
文 | 黃俊峰 劉書煊(實習生)
本文為瞭望智庫原創(chuàng)文章,如需轉(zhuǎn)載請在文前注明來源瞭望智庫(zhczyj)及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。
格林威治時間(GMT)7月25日凌晨1點22分(北京時間9點22分),一顆名為“2019OK”的小行星以大約8.7萬千米每小時的速度掠過地球,最終以0.00048個天文單位(一個“天文單位”即地球和太陽之間的距離)的距離“擦”過地球,距地球最近時距離只有71806千米。
什么概念?離地球最近的天體月球距離也有38.4萬千米,而7萬千米甚至不到地月距離的五分之一,這在太空中就像“子彈穿過衣袖而不擦傷手臂”。
當太陽系天體都有條不紊地按照自己的軌道運行時,這位不速之客在各大行星之間橫沖直撞,如果它再晚到與地球軌道的交匯點幾個小時,就會撞上地球。
(圖為小行星2019OK的運行狀況,圖中藍色為地球運行軌道)
就在這顆小行星飛掠地球前幾個小時,天文學家們才發(fā)現(xiàn)了這個近在咫尺的威脅。多年來,全世界各家小行星監(jiān)測機構(gòu)一直在主動追蹤近地小行星的行進路線,對它們的軌道有著很好的了解。而“2019OK”的突然出現(xiàn)讓全球的天文學家一時間都慌了陣腳。
澳大利亞皇家學會首席天文學家艾倫·達菲的辦公室鈴聲大作,各國天文協(xié)會的電話如潮水般涌來,驚慌地互相詢問這顆從未被大家追蹤過的小行星的來龍去脈。
科學家們慌張的理由在于,這顆小行星一旦撞擊地面,破壞力驚人,直接摧毀的土地面積相當于兩個北京市區(qū),而全世界各國對此毫無預警和解決辦法。令人既感到慶幸又后怕的是,數(shù)千萬人最終就在不知不覺中與死神擦肩而過。
(圖為“2019OK”與地球“擦肩而過”的過程)
那么,這些“宇宙殺手”究竟從哪里來?它們?yōu)槭裁从兄@人的破壞力?人類面對其威脅真的束手無策嗎?
1
危險而“狡猾”的“宇宙殺手”
聽起來有點匪夷所思,但小行星與地球發(fā)生“親密接觸”其實是十分常見的事。
據(jù)估計,每年落到地球上的由小行星生成的隕石有幾十萬到幾百萬噸。照“理”說,這個量級,地球應該像“隔壁”月球一樣“滿目瘡痍”——布滿了隕石坑才對。但為什么地球?qū)嶋H受到小行星的傷害要小得多呢?
(圖為“嫦娥”探測器做的全月面立體圖,用高科技復原了月球上的隕石坑貌)
因為地球有個“保護神”——大氣層。雖然地球遭遇的小行星撞擊其實不少,但因大氣層的存在,小行星想真正“攻擊”地表卻需要“過五關(guān)斬六將”。
首先,小行星進入大氣層的角度很重要。直撞向地球的小行星由于和大氣層外圍的切面垂直,將直接被反彈回太空;而如果小行星和切面之間的角度過小,則會因和大氣層接觸太久摩擦生熱,產(chǎn)生高溫使小行星融化。這一過程中產(chǎn)生的隕石體積很小,很多都在和大氣層的摩擦中被燒毀,有的甚至變?yōu)殡E石塵埃,而且普遍都落到了海洋里,或者人跡罕至的地方;只有少數(shù)體積較大的穿過大氣層后爆炸,這其中爆炸在人類活動區(qū)造成地面受損的,更是少之又少。
然而,一旦小行星能夠“僥幸”從重重障礙中“闖關(guān)成功”,它給地球帶來的傷害是不可估量的。
俄羅斯國家自然災害預防中心發(fā)布的一份報告顯示,2018年地球受到中大型小行星威脅的次數(shù)達到34次。而“2019OK”是這么多年如此近距離接觸地球的小行星中體積最大的一顆。它的直徑為57-130米,相當于一個美式足球場。
(圖為2018年美國超級碗總決賽賽場全景,美式足球,即美式橄欖球,其標準比賽場地一般長約110米,寬約49米。)
我們簡單了解一下“2019OK”,它由巴西索納爾天文臺和美國天文學家發(fā)現(xiàn)。
為什么叫這個名字?按照小行星臨時編碼的命名規(guī)則,第一個元素——數(shù)字是發(fā)現(xiàn)年份,緊接著的字母代表發(fā)現(xiàn)的月份,按字母表順序從A開始,每半個月用一個字母表示,第二個字母表示在那半個月內(nèi)發(fā)現(xiàn)的先后順序,如果超出26顆,則在字母后再加上數(shù)字。“2019OK”,就表示它是在2019年第O月(7月下半月)發(fā)現(xiàn)的第K(10)顆小行星。
【注:由于大寫字母I與數(shù)字1的字型相似易混淆,所以小行星命名中的字母序列中略過I。】
直徑幾十米,和直徑12756千米的地球比起來,可謂微不足道,天文學家們?yōu)槭裁磳Α?019OK”如此忌憚?
因為它實在是太“快”了!
小行星以宇宙速度運行,撞上地球的速度比步槍子彈要快得多,可以達到每秒20-40千米,這將形成難以想象的巨大能量。如果我們把1克物質(zhì)加速到小行星撞擊速度——每秒30千米,它的動能會達到45000焦耳,相當于同等質(zhì)量TNT爆炸能量(4200焦耳)的10倍以上。
澳大利亞皇家學會表示,大部分小行星由巖石和鐵等金屬組成,按照鐵密度每立方米7.85噸計算,一顆籃球場大小的小行星質(zhì)量可達10.6萬噸,當它以每秒30千米的速度穿過大氣層時,威力相當于100萬噸的TNT炸藥當量——50顆2萬噸當量的廣島原子彈一起爆炸。小行星直徑每提高10倍,質(zhì)量就會增加1000倍,能量也增加1000倍。
小行星在進入大氣層后,前方受到很大的空氣壓力,而后方又是真空狀態(tài)。當與空氣對流處的壓強越來越大,撞擊空氣的能量達到極限,在壓力差的作用下小行星就會在空中爆炸解體,沖擊波會瞬間到達地面,如果下方是人類活動區(qū),那么損失將是難以承受的。
正因如此,直徑60米的小行星爆炸可以損毀3000平方千米的土地,相當于歐洲國家盧森堡(2586.4平方千米)的國土面積;直徑為1千米的小行星撞擊地球,會引起全球性的海嘯和地震,波及全世界至少1/4的人口;直徑為十幾千米大小的小行星撞擊地球,會造成全球的生態(tài)災難,地球上80%的物種滅絕。
如果“2019OK”真的撞上地球,它將摧毀3000平方千米以上的土地面積,并且會引起嚴重的環(huán)境問題——氣候劇烈變化、土壤被金屬污染、樹木出現(xiàn)放射性異常、動物遺傳變異……
幸好,最終只是虛驚一場。
但如此可怕的“太空炸彈”,為什么全世界的天文學家沒有發(fā)現(xiàn)?難道人類對此的危機感如此之弱?
其實,近百年來,人類對于這些懸在外太空的危機從來沒有放松警惕,一直都在主動對小行星進行監(jiān)測和追蹤。從全世界的地面天文臺,到民間業(yè)余天文愛好者,都在用各式觀測儀器對準外太空,辨別并追蹤可能襲擊地球的天體。
2017年之前,觀測小行星最先進的方式是射電望遠鏡。巨型碟形天線朝著太空中的某一點連續(xù)發(fā)射高達一百萬瓦的雷達訊號,小行星反射回微弱的回波,雷達不斷重復以增強回波的強度,產(chǎn)生物體的影像。雷達提供小行星資料、測量小行星的體積和與地球之間的距離,誤差不超過10米。
(圖為位于我國貴州省的500米口徑球面射電望遠鏡 圖源:中國科學院國家天文臺fast工程項目辦)
到目前為止,科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過95%的近地小行星,登記在冊的近地天體超過18000個,平均發(fā)現(xiàn)率為每周40個左右,成績卓著。
然而,漏網(wǎng)之魚也不在少數(shù)。
2013年2月15日,一顆小行星在俄羅斯車里雅賓斯克上空發(fā)生爆炸。這顆直徑只有20米的小行星造成1600多人受傷、7000幢建筑受損、約10億盧布(約合人民幣1.08億元)的經(jīng)濟損失。而全球的天文學家直到爆炸發(fā)生都完全沒有意識到這個危險的存在。
(圖為俄羅斯車里雅賓斯克小行星爆炸現(xiàn)場 圖源:環(huán)球網(wǎng))
天文學家們對于一顆小行星直接在自己頭頂上爆炸卻毫無知覺感到恥辱,人們也不禁發(fā)問:明明有著遍布全球的天文望遠鏡和兢兢業(yè)業(yè)觀測的天文學家,為什么還是“看不住”小行星們?
不是觀測者不努力,奈何小行星太“狡猾”。
和數(shù)十萬行蹤不定的小行星相比,只能依山而建的幾座大型射電望遠鏡所能涉及的范圍還是太小。并且,當小行星位于被太陽遮擋的盲區(qū)和強烈太陽光照射之下的盲區(qū)時,地面的天文望遠鏡是觀察不到它們的。
面對困難人類不會放棄。2017年,名為“哨兵”(Sentry)的太空望遠鏡由非營利性私人組織——B612基金會發(fā)射升空,用來尋找太空中有破壞性的小行星。相比地面觀測,太空望遠鏡在監(jiān)測小行星的視野廣度和靈敏度方面都將有大大的提升。
“哨兵”的自動化碰撞檢測系統(tǒng)對近地小行星軌道進行計算,并列出接下來100年內(nèi)可能對地球產(chǎn)生威脅的情況。當潛在的撞擊可能發(fā)生時,此系統(tǒng)會立刻進行分析,并將結(jié)果在NASA網(wǎng)站上進行公布。
(圖為 “哨兵”系統(tǒng)風險數(shù)據(jù),按目標總結(jié)了根據(jù)當前觀測結(jié)果檢測到的潛在未來地球撞擊事件。圖源:NASA官網(wǎng))
但就算有了這個“外掛”,一臺太空望遠鏡相對于數(shù)十萬顆小行星還是應接不暇?!吧诒笔值那闆r并不在少數(shù),除了沒能發(fā)現(xiàn)擦肩而過的“2019OK”,就在去年12月19日,一顆直徑10米的小行星也逃過了“哨兵”的眼鏡,以每秒32千米的速度通過大氣層,在俄羅斯堪察加半島附近的白令海上空爆炸,所幸未造成地面的傷亡。
說到“2019OK”,它能“騙”過“哨兵”,也得益于太陽光的掩護。由于這顆小行星的軌道和地球環(huán)日的軌道幾乎同步,在過去一個月,它每日白天與太陽相伴,夜晚與太陽一同落到地平線以下。正如人直視太陽時強烈的光線會產(chǎn)生致盲的效果,大名鼎鼎的“哨兵”也被它騙了。尤其是到了“2019OK”從地球身旁掠過的3天前,亮度比平時還要黯淡1000倍,所以天文學家與觀測站的天文望遠鏡都沒能及時發(fā)現(xiàn)它。
若是想要填補這些漏洞,只能發(fā)射更多的太空望遠鏡,加強監(jiān)測力度。而對于普通人來說,恐怕只能自求多福,祈禱那顆小行星正巧落入“哨兵”的視野,或是被一家天文臺和一個恰好路過的氣象衛(wèi)星,在浩瀚太空的幾十萬小行星中發(fā)現(xiàn)。
2
小行星是怎么來到地球身邊的?
在恐懼的同時,人類還在不斷探究,這些太空殺手究竟來自于哪里?
(圖為2019OK與地球最近時同地月位置關(guān)系模擬圖 圖源:NASA官網(wǎng))
小行星的來源地,就是位于火星和木星之間的小行星帶。太陽系誕生之初,宇宙中的塵埃碎片聚攏,頻繁撞擊、吞并對方,最終形成了一個個行星?;鹦呛湍拘侵g的物質(zhì),本來足以形成一顆質(zhì)量超過地球4倍的行星,但它的形成過程被木星的重力破壞了,碎片一直以松散的形態(tài)存在。小行星帶內(nèi)部一片混沌,大約有50萬顆小行星在這里相互碰撞。
小行星跟行星一樣環(huán)繞著太陽公轉(zhuǎn),但是質(zhì)量和體積比行星小得多。最大的小行星直徑大概有1000千米,最小的小行星可能只有鵝卵石大??;根據(jù)最新統(tǒng)計,其中至少有1000個直徑超過800米,這個數(shù)量比人肉眼能看見的星星還要多。
這里的小行星,一般情況下會在距地球2.2億千米到7.8億千米的距離活動,這中間廣闊的范圍可輕松包括太陽、金星、水星、地球在內(nèi)的半個太陽系,相當于和地球之間相隔了1000個地月距離。距離如此之遠,即使發(fā)生了再嚴重的碰撞,對于地球來說也不過是隔岸觀火,沒有任何威脅。
(圖源:美聯(lián)社)
同時,太陽系還有一位“英雄”在默默幫助地球“遮風擋雨”——木星。
1994年的彗星碎片與木星相撞,是人類誕生20萬年以來觀測到的最震撼的宇宙事件。直徑5千米的SL9彗星從1992年就開始奔向木星,在途中,體積1000倍于地球的木星用強大的引力將其撕碎成21塊碎片。這些碎片排成一列,如同奔馳在太陽系中的宇宙列車,長度超過16萬千米,從7月17日開始,這列宇宙列車對木星的撞擊持續(xù)了5天之久。這場在130小時內(nèi)不間斷連續(xù)的爆炸相當于廣島原子彈的10億倍威力,撞擊形成的疤痕直徑和地球(地球直徑13000千米)一樣大。
【注:彗星是進入太陽系內(nèi)亮度和形狀會隨日距變化而變化的繞日運動的天體,一般來說與“小行星”存在區(qū)別,但也有相當多二者界限模糊的例子。就其本身和碎片撞擊對行星造成的威脅而言,與小行星和隕石相近?!?/p>
木星在太陽系中就像一塊巨大的盾牌,保護著地球免受小行星更加猛烈的攻擊。木星作為太陽系體積最大、自轉(zhuǎn)最快的行星,它“樹大招風”的特性使它成為了“太陽系的吸塵器”,用強大的引力吸收了大量在宇宙中游蕩的小行星,也彈開了一些闖入太陽系的系外小行星。
離得遠,又有木星幫忙擋著,那么這些地球周圍的小行星又是如何逃脫木星的巨大引力場到達我們身邊的呢?
太空中的一切都充滿著變數(shù),原本遠在天邊的小行星如果受到外界環(huán)境的影響,可能會被推出小行星帶,改變軌道。
當小行星帶里的大型小行星發(fā)生相互碰撞,產(chǎn)生的巨大沖力可能會將一方推出小行星帶,讓其在浩瀚的太陽系中游蕩。由于引力的作用,它仍然會形成一條環(huán)繞太陽的軌道,這條離群的軌道很有可能和地球出現(xiàn)交叉,一旦小行星到達其軌道與地球軌道交匯點與地球的到達時間重合,兩個天體就會相撞。除此之外,當太陽系遭受每秒200-800千米的太陽風襲擊時,小行星也會大幅度轉(zhuǎn)向,成為地球周圍潛在的隱患。
人類并不能在這個危險的場域中高枕無憂。
3
小行星撞擊毀滅了龐大的恐龍
人類會是下一個嗎?
1908年6月30日晚7點43分,俄羅斯西伯利亞地區(qū)的通古斯發(fā)生了劇烈的大爆炸。
一個燃燒的火球從天而降,拖著長長的煙火尾巴,從南到北劃過天空,在接近地面的森林上空爆炸,地平線上升起一團巨大的火焰,大地開始顫動。1分多鐘后,人們又感受到了3次強烈的震波。6000平方千米的森林呈放射狀向四周倒伏,升騰的塵煙高達20000米,1000千米外的居民都能聽到強烈的聲響。
當晚整個亞洲北部的天空呈現(xiàn)出陰森的橘紅色,跨越數(shù)萬千米一直蔓延到西歐,宛如白晝。20年后探險隊才冒著強烈輻射進入這里,發(fā)現(xiàn)大片的草木燒焦,土地被磁化,動植物出現(xiàn)變異。
(圖為通古斯大爆炸發(fā)生后周圍成輻射狀倒下的樹木)
爆炸徹底摧毀了2188平方千米的土地,相當于東京的總面積。對于通古斯大爆炸的起因,有許多假說和猜測。美國桑地亞國家實驗室進行了全面的模擬之后,物理學家馬克-伯斯拉夫表示,這場災難性事故是一顆直徑僅20米的小行星爆炸帶來的。
人類在100年前第一次近距離觸碰到了世界末日,但這僅僅是地球存在40億年間微不足道的一次小插曲。當一場更大的撞擊發(fā)生,地球會陷入怎樣的災難?如今科學家已經(jīng)還原出6500萬年前影響全世界生物演化進程的一場小行星撞擊災難。
20世紀80年代,美國和墨西哥在墨西哥灣爭搶油氣資源的行動愈演愈烈。尋找石油的商人在墨西哥尤卡坦半島北部600米深的海底發(fā)現(xiàn)了一個直徑180千米、深3千米的巨坑。起初,期盼一夜暴富的墨西哥人喜出望外。但是隨著進一步的勘探,他們在這里發(fā)現(xiàn)了大量的銥元素、硫元素和巨型的石膏礦,卻沒有一滴石油。
此時,對岸的美國人正不斷開采出千萬噸油田,令墨西哥人氣急敗壞,將這個巨坑棄之一邊。
直到1991年,科學家才發(fā)現(xiàn),巨坑的種種跡象,都表明這是小行星撞擊地球的遺跡——銥是來自外太空的元素,硫正好與恐龍滅絕時的硫酸雨相照應。這個發(fā)現(xiàn)在當時震驚了世界。發(fā)現(xiàn)巨坑時小行星已經(jīng)不在坑底,科學家猜測,它已經(jīng)隨著沖擊波鉆到地心。
這次被稱為“希克蘇魯伯撞擊”(Chicxulub Impact)的小行星撞擊地球時間,是那場白堊紀-古近紀(K-Pg)大災難的直接原因。這場災難導致地球上75%的生物滅絕,其中包括所有的恐龍。
如今科學家可以為我們還原當時的過程:
6500萬年前,1顆直徑37-58千米、重量2萬億噸的巨型小行星朝地球襲來,以時速7萬英里掠過月球,在3秒穿過大氣層燃燒著從大西洋上方掠過。太陽在巨型火球前黯然失色,整個世界一瞬間被熾熱的慘白光芒籠罩。撞擊地點半徑1000千米內(nèi)的一切生物,氣溫達到300攝氏度,不論是高數(shù)十米的恐龍還是草履蟲都被烤焦。
由于相對速度太大,小行星觸碰到巖石的瞬間立刻汽化爆炸。爆炸釋放出的熱量使空氣急劇膨脹,金屬小行星汽化形成的氣流隨之上升,爆炸地點周圍會下起一場細細的鐵屑雨,坑洞方圓數(shù)里都將籠罩在“鐵雨”之中。
(圖為藝術(shù)家為6500萬年前小行星撞擊事件發(fā)生后很快形成的??颂K魯伯撞擊坑繪制的重建圖 圖源:DETLEV VAN RAVENSWAAY/SCIENCE SOURCE)
此時的大西洋對于小行星來說就像一個淺灘,平時包容一切的海洋根本無法承受其威力,周圍的海水和數(shù)10億噸的巖石被蒸發(fā)到大氣中,接著再冷卻硬化砸向地面。
小行星未被汽化的部分隨著強烈的沖擊力鉆入地幔,撞擊帶來的震波傳遍整個地球,引發(fā)里氏11級的地震。地震每提高1級,威力將增大30倍,11級地震的破壞力大概是汶川地震的27000倍。
如果放在現(xiàn)在,城市會在一瞬間成為廢墟,地面上的一切被震波甩到空中,地震還會引發(fā)高達90-100米的巨型海嘯,海水倒灌進每條大街小巷,把日本大小的國土吞噬。雪山會崩塌,所有活火山頃刻間被點燃,熔巖從地震形成的裂縫中噴涌而出,形成超級火山。不出幾小時,地球上的植物就被燒光了,地表的溫度上升數(shù)百度。
撞擊激起大量濃煙和灰燼,這些粉塵在160千米的高空中溫度可達8000℃,并且以16000千米的時速持續(xù)擴散,這讓下方的一切急劇升溫,即使有生物僥幸逃過了地震、海嘯和火山噴發(fā),也會被高溫活活烤死。
隨著時間的推移,地表溫度逐漸流失,而大氣中的塵埃將飄浮幾十年,使得陽光無法直接照到地面。全世界陷入了無盡的黑夜,地表溫度會很快地大幅下降,在熱浪的煉獄之后,緊接著的是溫度低至-30℃的“核冬天”。
在內(nèi)陸地區(qū),氣溫總計可能下降40℃;在沿海地區(qū),由于海洋的調(diào)節(jié)作用,可能“只”下降15℃。但即便如此,這種黑暗與致命的霜凍,會使各種植物絕收,大量動物死于饑餓。
只有零星幾種物種能度過這場宇宙冬天——部分昆蟲和以烏龜?shù)葹榇淼睦溲獎游?,它們對于消耗要求不大,海洋生物的生存環(huán)境受陸地變化影響較小,因此也可能幸存。但是當再有如此凜冬降臨,人類恐怕無法名列幸存者名單中。
而這還并不是唯一改變地球生物演化方向的撞擊,這種規(guī)模的撞擊平均1億年會發(fā)生1次。人類在地球上生存不過20萬年,在人類誕生之前,應該曾經(jīng)發(fā)生過5、6次這種規(guī)模的撞擊。
加拿大的薩德伯里因為地底豐富的鐵礦吸引了人們在此生活了100多年,他們居住的盆地其實正是直徑250千米的隕石坑,他們的腳下正沉睡著18億年前改變了整個地球和生態(tài)演化的“炸彈”,而當?shù)匮鲑嚨蔫F礦源正是地底的金屬小行星殘骸。
(圖為薩德伯里盆地)
目前,最大的隕石坑位于南極洲東部的威爾克斯地冰層下方1.6千米,直徑達500千米。許多科學家都認為這次小行星撞擊導致了2.5億年前二疊紀末期90%物種的大滅絕,這是自多細胞生物出現(xiàn)以來,地質(zhì)年代中規(guī)模最大的滅絕事件。
而最嚴重的撞擊是形成月球的忒伊亞撞擊。根據(jù)月球撞擊假說,忒伊亞撞擊改變了地球的原始面貌,被撞飛的物質(zhì)最終形成了地球的衛(wèi)星——月亮,同時水資源也是此次撞擊的產(chǎn)物,而隕石坑就是整個太平洋。
據(jù)統(tǒng)計,歷史上這幾次撞擊事件的間隔時間最長的為1.35億年,最短僅5000萬年,而上一次已經(jīng)過去了6500萬年。下一次撞擊何時發(fā)生,誰也說不準,全體人類的命運不知哪天就會處于生存和滅亡的邊緣。當這些災難的場面一次次被高科技復盤,場面越是精細,人類就越是驚心。下一次巨型小行星來臨,除了恐懼和無奈,我們還能做些什么?
(圖為地球上的隕石坑分布,目前已確定的隕石坑有190個。圖源:Earth Impact Database地球撞擊數(shù)據(jù)庫)
4
面對小行星人類一敗涂地?
科學家的腦洞不服!
人類真的束手無策嗎?
當然不是。人類不斷地從各個方向?qū)π⌒行沁M行研究和監(jiān)測,希望能找出太空危險襲來時消災的辦法。
當前,各國都在建立科學組織為可能的小行星撞擊事故做準備,包括私人組織B612基金會、日本太空防衛(wèi)協(xié)會、國際隕石學會、歐洲空間局小行星預警中心、NASA行星防御協(xié)調(diào)辦公室等。
但是直到現(xiàn)在,并沒有一個國家公布自己的小行星災害預防方案。
面對小行星,多數(shù)人持“太小的沒必要預警,太大的預警無用”態(tài)度。當小行星襲來,是否要組織人群疏散、應不應該發(fā)射衛(wèi)星阻攔,科學家和政治家迄今也都沒有答案。人類確定能做的,就是不間斷地監(jiān)測小行星運行狀況和進行沙盤推演。
不過,科學家們?yōu)檎鹊厍蜷_的腦洞大到令人難以置信。
電影《天地大沖撞》中,宇航員登陸小行星的表面,鉆洞貫穿并將核彈放置其中引爆,使其一分為二飛過地球兩側(cè)。但是如果要想電影中的方法有效,必須使用比目前威力最強的炸彈還要強10億倍爆炸威力的核彈才行。更重要的問題是,核爆只能讓小行星碎裂成具有輻射能的碎片,仍會落在相同的地方。當?shù)厍蛟馐芤粓鰩в泻溯椛涞碾E石雨,后果同樣嚴重。
(圖為探測器在小行星著陸以及傳回地球的圖片)
這場突發(fā)奇想的試驗被稱為繼登月以來最偉大的太空探險,人類看到了通過太空活動操控小行星的可能性。在這之后,全世界的科學家受到了巨大的鼓舞,關(guān)于小行星的暢想如開閘的洪水一般洶涌而來。
這些科學家不僅想要拯救世界,還在思考:人類應該如何將掌握控制太空的權(quán)力?在一批科學家絞盡腦汁讓地球不至遇上撞擊災難時,另一批科學家則相信小行星是人類探索太空深處的關(guān)鍵,這是因為,他們在研究防御小行星撞擊地球措施的過程中,發(fā)現(xiàn)了利用小行星資源的可能性。
小行星上有豐富的金屬礦資源,如鐵、黃金和鉆石。如果可以開采,數(shù)十萬顆小行星將成為人類取之不盡用之不竭的寶藏。行星資源公司(Planetary Resources)和深空工業(yè)公司(Deep Space Industries)等已經(jīng)投資小行星采礦,它們可能在2025年之前開始開采。
除此之外,太空移民也是人類一直暢想的主題。
今年2月22日,由日本研制發(fā)射的隼鳥2號探測器在“龍宮”小行星表面成功完成了首次著陸。隼鳥2號按照計劃釋放了撞擊器,銅彈頭將小行星撞出一個坑,探測器隨后采集碎石樣本。此次任務順利完成后,隼鳥2號飛離小行星表面,預計2020年返回到地球。
(圖為隼鳥2號探測器降落在小行星“龍宮”的模擬圖。圖源:日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu))
此前,隼鳥1號就在2003~2010年期間執(zhí)行過研究小行星的探測使命,是人類歷史上第一個將小行星樣本帶回地球的探測器。美國亞利桑那州立大學的兩位宇宙化學家最近在對小行星樣本的研究中,發(fā)現(xiàn)這顆小行星可能含有大量的水,并且與地球海洋非常相似。
這個發(fā)現(xiàn),啟發(fā)了人類移民太空,對小行星進行殖民活動的想象。雖然建定居點還有很大的困難,需要克服宇宙射線和沒有重力對人體的傷害。但是也許未來的某一天,小行星在太空中飛馳時,人類已經(jīng)居住在或狀如花生或鉆石的小行星上,漫游在太陽系中。
采集小行星樣本的技術(shù)和偏轉(zhuǎn)小行星軌道的技術(shù)在很大程度上具有相似性。在探測器已經(jīng)可以成功登陸小行星技術(shù)的基礎(chǔ)上,只需要再多加一些動作就可以使小行星受到影響發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而將一次潛在的碰撞變成完美避開。
動能撞擊器是目前最簡單、技術(shù)最成熟的防御小行星的方法,即通過發(fā)射宇宙飛船,以每秒幾千米的速度撞擊小行星,改變其運行的軌道。NASA科學家稱,“我們只需要推動一顆小行星,使它在與地球軌道交匯處提前或晚到7分鐘,就能與我們完全錯過”。
NASA選擇SpaceX進行合作,將于2021年7月下旬在美國加利福尼亞州的范登堡空軍基地使用“獵鷹-9”火箭發(fā)射升空一個汽車大小的DART太空飛船,以每秒6.6千米的速度撞向一顆足球場大小的小行星。相比于數(shù)倍體積和運行速度的小行星來說,飛船的行動就如飛蛾撲火一般,但是科學家仍心存著用微弱推力改變小行星軌道的希望。這個如科幻電影般的場景,可能將成為人類保護地球免受小行星撞擊的第一道防線。
(圖為DART設計圖和抓取巖石模擬圖 圖源:NASA官網(wǎng))
科學家們還有其他奇妙的辦法:人類登上小行星,挖出小行星的一塊碎片并以高速向外拋去,這種推力能使小行星朝反方向移動一點距離。如果不斷拋出巖石,可能小行星就能慢慢偏離原本的軌道。
在普通人看來像是癡人說夢的設想,實際上已經(jīng)正在計劃實施中。今年3月25日,NASA的小行星轉(zhuǎn)向任務(Asteroid Redirect Mission,ARM)通過了概念評估,決定執(zhí)行計劃:NASA將于2020年12月發(fā)射一枚無人探測器,從小行星上抓取一大塊巖石,讓探測器施加的微弱引力對那顆小行星產(chǎn)生影響,用來偏移小行星的軌道。然后將這塊巖石帶回月球附近,留待人類宇航員前去實地考察。
如果試驗成功,意味著人類成功應對小行星威脅的可能性又增強了一分。
現(xiàn)在的太空中仍然有無數(shù)不同的小行星正等著我們?nèi)ヌ皆L,它們正在耐心等待,但不會一直等下去,可能有一天會突然朝地球奔來。到那時候,有可能我們已經(jīng)做好了充分的準備,也有可能我們會成為下一個滅亡的物種。
今年年初《Science》的一篇文章中提到,在過去的2.9億年間,小行星撞擊月球與地球的次數(shù)比過去增加了2~3倍。科學家提醒,2036年4月13日,名為阿波菲斯的隕石將非常接近地球。如果遭它直接撞擊,地球?qū)⒃獾綐O大的摧毀,受損面積和整個英格蘭差不多。科學家們在尋找對策,避開這場災難。
危機可能隨時到來,但是這場災難或許也是轉(zhuǎn)機,因為這是歷史上第一次,人類有望真正掌控自己的命運。