行星防禦,美國先走出第一步,縱觀全球,只有中美有這個實力

科羅廖夫 發佈 2022-09-27T21:43:53.390368+00:00

這是人類首次對地外天體的運轉軌道進行偏轉干涉,此次試驗的成功,證明了人類已經初步具備了預警並防禦小行星撞擊地球的能力,在行星防禦領域中踏出了第一步。

近日,美國國家航天局成功操控一顆人造衛星對一顆名為「迪莫弗斯」的小行星進行動能撞擊,使其運轉軌道發生偏離。

這是人類首次對地外天體的運轉軌道進行偏轉干涉,此次試驗的成功,證明了人類已經初步具備了預警並防禦小行星撞擊地球的能力,在行星防禦領域中踏出了第一步。

而在這一領域中,中國也有可能在不遠的未來迎來自己的首次行星防禦任務,並且起點有可能比美國還要高。

美國和中國之所以會在近些年將航天資源向行星防禦領域中傾斜,主要原因在於隨著人類地外探測技術的進步,航天學界已經發現地球軌道的安全性實際上並不高。

以此次美國國家航天局撞擊的「迪莫弗斯」小行星為例,這顆小行星的直徑有160米,大概相當於55層樓高。

要知道,這種平均直徑在百米級別的小行星哪怕不直接撞擊地球,僅僅只是在進入大氣層期間與空氣發生摩擦並臨空爆炸,所釋放的能量都高達1000-2000萬噸TNT,足以毀滅一個大型城市。

如果直接撞擊地面的話,百米級的小行星雖說不會引發恐龍滅絕那種世紀災難。但也足以永久性地改變墜落地區周邊的地形地貌。

而像「迪莫弗斯」這樣百米級及其以上的小行星,人類已經觀測到了超過1萬顆。更糟糕的是,根據理論計算,這1萬顆百米級小行星可能只占地球周邊小行星數量的20%。剩下的小行星處於人類航天觀測體系的探測盲區,只有在較近距離上才有可能觀測到。

也就是說,地球現在就像一艘在遍布冰山的航道上直線航行的大船,雖然能夠提前對看見的冰山制定應對措施,但誰也不知道遠處冰山的水下結構是不是擋在了船隻前進的航道上。

畢竟冰山能看見的,也只有浮在水面上的20%。

這還只是百米級小行星,十米級小行星因為直徑更小,被觀測到的概率也更小。這意味著還有著海量的直徑在10-100米左右的小行星尚未被人類觀測到。

例如在2013年2月15日,一顆名為2012 DA14小行星就曾以27000公里約合0.07個地月距離高速略過地球,而美國國家航天局只在小行星略過前的15天才觀測到這一小行星即將略過地球。

而在同一天,俄羅斯也正好發生了車里雅賓斯克小行星撞擊事件,一顆直徑15米的小行星在進入大氣層時發生爆炸,產生了約50萬噸當量的TNT能量,導致近1500人受傷,造成了10億盧布的經濟損失。

一系列小行星掠過地球的事件已經證明,如果再不建立相應的小行星預警與防禦體系,地球真的有可能在未來與小行星撞個滿懷。

正因如此,中美兩國才會開始著手建立行星防禦組織,搭建小行星預警體系,驗證偏轉小行星軌道的相應技術。

當然,能夠做到這一點的目前也只有中美兩國。

因為人類的行星防禦手段雖然只有用人造衛星撞擊體或是核武器撞擊小行星使其偏轉軌道這一種手段,理論上只要有人造衛星發射能力的國家都能做到。

但實際上,偏轉衛星軌道需要的不是一顆人造撞擊體,而是一堆撞擊體。

以有著0.071%撞擊概率、直徑492米的貝努小行星為例,根據美國國家航天局的計算,想要完全將貝努小行星偏轉不會威脅到地球的運行軌道上的話,需要發射75枚德爾塔IV型重型火箭搭載撞擊體對其進行持續撞擊。

而根據中國的理論模型計算,則需要多達23枚長征5號重型火箭執行這一任務。不得不說,這個方案真的很震撼。

且不說其他國家有沒有重型火箭的製造技術,光是這數十枚火箭的建造成本就足以讓這些國家錢包空空了。

這也是為什麼目前只有中美兩國有著行星防禦計劃的原因,因為中美能夠承擔起執行這種計劃的技術與開支。

值得一提的是,中國之所以能夠在推演中用比美國更少的火箭實現對貝努小行星軌道的偏轉,是因為美國使用的是撞擊體動能偏離模式,其實就是發射一顆人造衛星直接撞擊小行星,用自身攜帶動能偏轉小行星。

但在這種撞擊模式中,撞擊體質量小,因此需要發射多顆撞擊體持續撞擊。

相比之下,中國採用了更先進的「末級擊石」的撞擊模式,即撞擊體與火箭不分離,組合成更大質量的撞擊體去撞擊小行星。

這對攔截模式對於太空飛行器的控制水平要求更高,技術難度更大,但效果也更好。這也意味著當美國還在用160米直徑的「迪莫弗斯」小行星作為實驗對象的時候,中國可以在不遠的未來直接對直徑達到400米甚至500米的小行星進行試驗,利用後發優勢,領先美國一步。

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