假如小行星来袭,火箭末级或可“击石”

2022年01月20日 11:24 次阅读 稿源:中国航天报 条评论

北京时间1月19日5时许,一颗宽达千米的小行星掠过地球,在距离我们不到200万公里的范围内经过。面对小行星“造访”地球的情况越来越频繁,我们该如何防范它呢?针对这类潜在的小行星撞击风险,中国一直在行动。航天科技集团一院、五院和中国科学院的多位专家合作提出了航天器火箭末级组合动能撞击的方案,将火箭末级变成了防御小行星的重要工具。

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简而言之,就是“末级击石”,用火箭末级撞击小行星,让小行星偏道,防止它撞击地球。

小行星撞击是地球生命面临的重大潜在灾难性威胁,尽管发生概率极低,但危害却极大。

小行星在地球历史上多次撞击地球,甚至造成过生态环境灾变和物种灭绝。小行星撞击地球被认为是6600万年前恐龙灭绝的主要原因

时间回到100多年前,1908年6月30日,在俄罗斯的通古斯河发生了一场巨大的爆炸。据科学家分析,最大的可能性是小行星撞击地球,在通古斯河上方发生了大爆炸。

小行星的尺寸越大,它撞击地球的可能性越低,但造成的危害也将越大。所以,小行星的防御工作就显得尤其重要

我们如何防御小行星,又有哪些防御方法呢?

传统的小行星防御方式主要有核爆、动能撞击、引力拖车等方案,但这些方案都存在着一定的缺陷。

比如说,核爆的方式就比较简单粗暴了,就算引爆成功了,爆炸的碎片仍有可能会掉回地球,还带有一定的辐射,所以存在着一定的安全隐患。

引力拖车和动能撞击的效率则比较低,可能需要10年甚至20年的时间才能发挥有效的作用。

那怎么办?难道我们就没有更好的办法了吗?那也未必。

近期,我国科学家们就提出了用航天器火箭末级组合的动能撞击的方案,简称为“末级击石”。这种方案不仅有效解决了传统小行星防御(方式)的一些缺陷,而且使原来将成为太空垃圾的火箭末级,变成了防御小行星的重要工具,可谓是一举两得。

“末级击石”方案是在火箭末级带着航天器进入太空后,不进行传统的星箭分离动作,航天器负责轨道和姿态控制,然后两者一起撞击小行星,利用火箭末级本身的大质量,提升撞击小行星的效率,以便更好达到偏转小行星现行轨道的目的,使得小行星从撞击地球到偏离地球。

参考长征五号运载火箭的技术参数,假设火箭末级重量为6.5吨,以偏转直径约492米的Bennu小行星轨道为例,开展数值仿真。

结果表明,相比于传统动能撞击方案,利用单发长征五号发射“末级击石”任务的偏转效果,可等效于3发长征五号发射传统动能撞击任务的偏转效果。

同时,对于10年内偏转直径140米的小行星轨道,偏转距离可由不足一倍地球半径,提升至一倍地球半径以上,为10年预警时间条件下偏转直径140米级危地小行星,提供了一种潜在高效技术手段。

当然除了“末级击石”方案以外,其实还有一种叫“以石击石”的方案(相关文章请见:“以石击石”:主动应对小行星对地球潜在威胁)。

“以石击石”的方案同样是为了提升撞击体的质量。这个方案的设想是在太空中去捕获一个小尺寸的小行星,或者是在碎石堆的小行星去采集一个岩石,把撞机体的质量从常见的吨级提升到百吨级甚至是200吨,然后再操控岩石去撞击对人类有威胁的小行星。

短期防御小行星是一个具有挑战性的问题。对于短期预警小行星,目前没有特别有效的防御方法。所以,在小行星的防御工作中提前预警十分重要。

截至目前,人类已经发现了2.6万多个近地小行星,但是根据目前的设备部署,人类很难观测从太阳方向飞来的小行星。研究显示,过去200多年比较严重的4次小行星撞击事件都是来自太阳方向。

但我们也没必要为此过度的焦虑,毕竟被陨石砸中的概率还是非常低的,甚至远远低于发生车祸的概率。而且,我们也一直在研究小行星防御的方案,相信在不久的将来,随着人类科技的不断进步,小行星威胁终将获得解决方案。

图、文、视频均来自航天科技集团一院微信

本文转自中国航天报

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