如果一颗小行星会对地球产生毁灭性的影响,人类应该轰炸它吗?
根据天文观测,2029年4月13日,一个比埃菲尔铁塔还宽的冰块/克洛克-0/岩石将以每秒30公里的速度掠过地球,这将是未来十年最大的行星穿越地球轨道的最骨子无错版新时间。
对这颗名为阿波菲斯99942(埃及混沌之神的名字)的小行星的观察表明,2029年的飞越将带它穿过一个引力锁眼,这是地球引力场中的一个位置,将拉动小行星的轨道。
这样,这颗小行星可能会在2036年的下一次飞越中产生毁灭性的影响。幸运的是,新的观测已经证实,这颗小行星将在2029年和2036年飞越地球上空,没有任何意外。然而,大多数科学家认为,如果一颗小行星曾经与我们的地球相撞,现在考虑偏转这颗小行星的策略永远不会太早。现在,麻省理工学院的研究人员已经设计了一个框架来确定哪种类型能够最成功地偏转即将到来的小行星的轨道。
这种研究方法考虑了小行星的质量和动量、小行星和引力小孔之间的距离以及科学家对即将到来的碰撞的警告时间,所有这些都在一定程度上是不确定的。研究人员也考虑这些因素来决定给定小行星最成功的任务。研究人员将这种方法应用于阿波菲斯和贝努鸟小行星,另一个近地小行星,也是欧西里斯-雷克斯的目标,这是美国国家航空航天局/克洛克-0/美国航天局的一项业务任务。
计划在2023年将贝努鸟表面材料的样本送回地球。rexis是由麻省理工学院设计和制造的仪器,也是这项任务的一部分。它的任务是表征小行星表面丰富的化学元素。在《宇航学报》发表的一篇研究论文中,研究人员利用他们的决策图列出了在小行星可能面临重力锁眼的各种情况下,最有可能成功偏离阿波菲斯和贝努鸟小行星的任务类型。
带着核弹爆炸?该方法可用于设计最佳任务配置和活动,以转移潜在危险的近地小行星。该项研究的主要作者、麻省理工学院航空系空航空航天系的前研究生宋伍克·帕克(sung wook paek)表示:当一颗小行星穿过一个引力锁眼,即将与地球相撞时,大多数人会在最后一刻考虑偏转策略。我感兴趣的是在地球撞击之前很久就阻止钥匙孔通过,这就像是先发制人的打击,而不是那么混乱。帕克在麻省理工学院的合著者有奥利维尔·德·威克、杰弗里·霍夫曼、理查德·宾泽尔和大卫·米勒。
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2007年,在提交给美国国会的一份报告中,美国国家航空航天局空美国国家航空航天局得出结论,如果一颗小行星正对着地球,使其偏转的最有效方法是在tai 空发射一枚核弹,其爆炸力将使该小行星爆炸,尽管届时地球将不得不对抗任何核辐射。在行星防御中,使用核武器来减轻小行星撞击仍然是一个有争议的问题。第二个最好的选择是发射“动能撞击器”——宇宙飞船、火箭或其他射弹。如果目标方向正确,速度足够快,它将与小行星相撞,传递一部分动量,使其偏离轨道。
偏转行星杀手轨道的基本物理原理有点像打台球。然而,航空空航空航天与工程系统教授dwek说,为了使任何动态碰撞器取得成功,必须“尽可能准确地”了解小行星的质量、动量、轨道和表面成分等特性。这意味着科学家和任务经理在设计偏转任务时需要考虑不确定性。成功的概率是99.9%还是只有90%很重要?当谈到转移潜在的行星杀手时,你可以打赌这很重要。因此,当根据不确定性水平设计任务时,我们必须更聪明。以前从来没有人这样看待这个问题。
研究人员开发了一个模拟代码,在给定一组小行星的不确定属性的情况下,确定最有可能成功的小行星偏转任务类型。所考虑的任务包括一个基本动能撞击器,将射弹发射到tai 空中,将小行星推离其轨道。其他的变化包括先派侦察兵测量小行星,以确定稍后发射的射弹的规格,或者派两颗侦察卫星,一颗测量小行星,另一颗将小行星稍稍推出轨道,然后发射较大的炮弹,这样小行星几乎肯定会经过地球。
关闭重力锁眼。研究人员在模拟中输入特定的变量,如小行星的质量、动量和轨道,以及每个变量的不确定性范围。最重要的是,考虑了小行星和引力锁眼之间的距离以及小行星穿过锁眼之前的时间。这个重力锁眼就像一扇门。一旦它被打开,这颗小行星将很有可能很快撞击地球。研究人员在阿波菲斯和贝努鸟小行星上测试了模拟,这两个小行星是相对于地球引力锁眼位置已知的少数几个小行星中的两个。
这项研究模拟了每颗小行星和它的引力锁眼之间的不同距离,并计算出每一段距离内小行星必须偏转的“安全港”区域,这样它就可以避免与地球相撞并穿过附近的任何其他锁眼。然后,它评估三种主要任务类型中的哪一种能够成功地将小行星转移到一个安全的港口,这取决于科学家们必须准备的时间。例如,如果阿波菲斯将在五年或更长时间内穿过钥匙孔。
然后,在发射主撞击器之前,有足够的时间发射两颗侦察卫星,一颗用来测量小行星的大小,另一颗用来测量小行星与轨道的微小偏差。如果锁眼通道在两到五年内出现,也许有时间发射一颗侦察卫星来测量小行星,调整较大抛射体的参数,然后发射撞击器来改变小行星的方向。如果阿波菲斯在一年或更短的时间内穿过它的锁眼,那可能就太晚了。在这个时间范围内,即使是主撞击器也可能无法到达小行星。
贝努鸟小行星就是一个类似的例子,尽管科学家们对它的物质组成知道得更多,这意味着在发射炮弹之前可能没有必要发射观测卫星。有了新的模拟工具,研究小组计划在未来评估其他偏转任务的成功。我们可以改变发射的次数,发射几艘较小的宇宙飞船,一个接一个地与小行星相撞,或者从月球上发射,或者利用废弃的卫星作为动能撞击物。研究已经创建了一个决策图,它可以帮助我们建立一个任务的原型。
博科公园|研究/出发地:麻省理工学院
参考期刊《航天杂志》
doi:10.1016/j . actastro . 2019 . 10 . 042
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文章来源:www.atolchina.com