如果此時此刻,一顆類似6500萬年前滅絕恐龍的小行星被發現很大概率即將撞擊地球,世界將會發生哪些事?
前提給一個較長的緩衝期
使鳥以外的恐龍滅絕的小行星撞擊是單次撞擊還是系列撞擊其實還沒有確定,一般認為其中有一次是希克蘇魯伯隕石,直徑約10千米,命中墨西哥尤卡坦半島,威力約120萬億噸TNT當量。以人類20世紀末以來的科技水平,這樣的撞擊可以被提前阻止。
以人類現在的觀測能力,直徑10千米的小行星如果軌道趨於撞擊地球,在木星軌道之外就會被發現並跟蹤,預警時間在一個月以上。人類可以發射火箭送熱核武器去將它炸出軌道,使其無法撞到地球。1995年以來許多美國學者計算過這種操作需要的火箭與核武器,在美國現有的能力範圍內。彗核直徑100千米的短週期彗星只要有提前1年的預警,也可以被熱核武器偏轉。
現在出現這麼個東西,將給特朗普製造優勢:宣揚美國拯救世界並簽署偏轉計劃。一般而言,短於440天的預警將不適合推動另一石頭去砸目標,中國和俄羅斯也應當部署核武器準備偏轉。典型的計劃將準備多枚火箭,分別設置在不同時間發射,最後的偏轉機會是在撞擊前一天內發射。
可參照:1967年,麻省理工計算了假設小行星1566伊卡洛斯(長軸1610米,質量29億噸,1968年從距離地球60萬千米處飛過)在15個月後擊中地球的場合需要的對策「伊卡洛斯計劃」,認為土星五號攜帶一億噸TNT當量熱核武器可以將其推飛[1]。
伊卡洛斯計劃的最終版本要從阿波羅計劃徵用六枚土星五號,每次發射的間隔從幾個月到幾個小時不等。每枚火箭攜帶一個1億噸TNT當量的熱核彈頭、一個改良的阿波羅服務艙和無人駕駛的阿波羅指揮艙,以便進行制導。彈頭將在離目標表面30米處引爆,將小行星偏轉並部分摧毀。根據每次爆炸對目標航向的影響和破壞情況來決定下一次飛行任務是否需要修改或取消。第六枚火箭的發射被設置在撞擊前18小時。
如果放任伊卡洛斯擊中地球,其威力可達5000億噸TNT當量,能瞬間殺死至少數百萬人,夷平數百千米內的建築物和樹木,擊中海洋的話會造成巨大的海嘯,給數千千米海岸線上的城市造成嚴重破壞。它噴入大氣的灰塵可能導致持續數年的撞擊冬天。但顯而易見,這無法消滅人類。
有些人看多了好萊塢電影,謎之希望載人去搞爆破。對爆破飛船來說,人是整個系統裏最弱的一環,給飛船加上了大量毫無意義的限制。讓熱核武器在小行星表面爆破也是十分不安全的,它可能碎裂成多個難以預測和攔截的大石頭,而總威力下降幅度很小。
事實是太陽系裡沒什麼奔著地球來的大型目標。目前的觀測顯示在幾百年內連直徑1000米的有威脅對象都找不到,直徑10千米的有威脅對象目前是真的沒有。
長軸270米以內的小行星99942(小行星阿波菲斯)是唯一在數十年內有撞擊地球的機會且擁有永久編號的天體,NASA於2008年4月16日的新聞稿中預測小行星99942在2036年撞擊地球的幾率為四萬五千分之一。它的預期威力不值得在不確定會打中人類居住區的情況下進行攔截。俄羅斯專家討論過必要時攔截它的事宜。
在總體效果、成本、事故風險、操作難度和技術準備等指標方面,各種避免撞擊的技術有不同的權衡。這些戰略可以分為破壞和延遲。
破壞的目的是使目標天體變得無害,可以是將其粉碎、炸成大大偏離地球的碎片、炸成可以在大氣中燒盡的長軸35米以下的碎片。破壞的方法例如核爆炸、航天器高速撞擊,能迅速反應,在時間和金錢上的成本較低,通用於短時間和長時間的撞擊威脅。一般不要求用巨大的核爆炸將目標蒸發。爆炸可以給目標相當大的衝力,改變其軌道。按照美國科學家計算,即使目標很大且是太陽系小行星典型的鬆散石堆結構,距離目標表面20米程度的一系列核爆炸還是可以將目標推離軌道而不是炸散成難以預測的散射大石頭。2007年,NASA研究認為,在讓小行星偏離地球方面,核爆炸的效果是目前任何非核手段的10倍~100倍[2]。6~10枚120萬噸TNT當量的熱核武器就能將直徑數千米的小行星吹飛出撞擊軌道。
延遲則是讓目標的速度改變,使其錯過與地球相撞的時機。延遲的方法例如重力拖拉、附加推進器。這需要航天器飛到目標附近會合,然後花較長時間來改變目標的路徑或速度。由於我們現有的航天能力還很初級,對於直徑超過100米的小行星,要靠航天器以撞擊或降落在上面安裝推進器的方式去推偏軌道目前都是做不到的。將小行星刷成白色來改變受太陽照射與自身熱輻射的效果、安裝太陽帆、靠引力擾動之類更溫柔的方法也起效更慢、需要長期預警,在目標沒大到要命的時候很難期待。
相關數據
100米外的100萬噸TNT當量核爆的X線對直徑100米~1000米、密度1500千克每立方米的小行星產生的速度變化[3]: