“天敌”来临地球保卫战拉开序幕

来源 :科学大众(中学) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzj509649444
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克州下了一场陨石雨,导致1200多人受伤,引发全球关注。
  刚刚从2012末日恐慌中清醒过来的人们再度疑惑了,为什么我们预测不到这次陨石坠落事件?面对外来天体的入侵,我们能打赢这场地球保卫战吗?俄罗斯陨石雨的谜团
  科学家认为,袭击俄罗斯的陨石雨来自一颗坠落的陨石。这块陨石其实是大约一年前脱离小行星带的一颗小行星,进入地球大气层后仅存在了30多秒,随后飞到地球上空24至19千米时摩擦燃烧发生剧烈爆炸并碎裂,产生大量碎片,形成了陨石雨。该陨石重达7000吨,爆炸威力相当于20颗原子弹,幸运的是,大气吸收了绝大部分能量。
  看过这一新闻后,很多人都有疑惑,为什么这次陨石坠落事件难以预测?为什么大的陨石总是落在俄罗斯,比如著名的通古斯陨石,这是巧合还是有科学道理?
  世界上经常发生陨石雨,但像这次受伤人数如此之多却是史无前例的。实质上,这也是小行星撞击地球的一种表现,凡是陨石雨都来源于块头特小的近地小行星。目前国际上已经很注意对近地小行星的动态观测,力图定位地球周边90%以上直径不小于1千米的小行星运行轨道,以计算它们是否对地球构成潜在威胁,但是对体积更小的此类天体则难于全部观测到。现在的望远镜并没有覆盖全球,即使是在覆盖的地区中,类似这样的天体也很难发现。再加上这次的陨石是从太阳一侧、也就是光亮的一侧靠近地球的,太阳光给观测带来了难度,因此未能对来袭陨石做出预报。
  此事使人们自然而然地想起了著名的通古斯事件。1908年6月30日发生在俄罗斯西伯利亚的这次灾难,是有史以来人类亲眼目睹的电掣般的天地之吻。伊尔库茨克地震站测定其爆炸当量为1000至1500万吨TNT炸药释放的能量,爆炸后留下了三个直径为90至200米的大坑,一片面积约2000平方千米的原始森林受冲击波影响,约8000万棵树木被击倒。把这两次灾难联系起来,不禁让人认为陨石如此“青睐”落在俄罗斯,是不是有什么特殊的原因?
  实际上,陨石坠落地球是很频繁的。来自小行星或彗星的小型流星体撞击地球的情况很常见,地球每天会拦截80吨太空物质,小汽车大小的天体落入地球的频率约为每月一次。地球不断遭受外太空天体的轰击,但一般都来自较小的太空石块。类似陨石在俄罗斯上空爆炸产生火球的事件经常发生,只不过由于很多火球坠入大海或偏远地区,所以我们才未能观测到。像俄罗斯陨石那么大的太空石块撞击地球的概率为每5年到30年一次,不过由于地球被海洋保护,类似事件通常不为人注意。
  大部分陨石与大气分子剧烈碰撞,发热发光,成了美丽的流星。在刹那的美丽过后,熔化在10千米以上的高空,无影无踪。但也有少数流星体未等熔化掉,就落到地上。那流星多长时间拜访一次地球呢?每天都有!但这些不速之客什么时候来,要到什么地方,谁都说不;隹。由于它们中的绝大多数掉在了海洋里,所以人类很难看到这些行踪不定的家伙,在地面发现陨石的机会并不多。近地小行星一直在威胁地球
  凑巧的是,2013年2月16日凌晨,一颗暂时编号为2012DA14的小行星近距离地从印度尼西亚上空掠过,最近距离地球仅27680千米,已经低于静止卫星3.6万千米的轨道高度。这颗小天体通过地球附近空间时,除专门机构观测外,世界各地的天文爱好者们也纷纷走到室外对其开展了观测。
  这颗近地小行星,直径约为45米左右,质量大约为13万吨,是有记录以来如此接近地球的小行星中个头最大的一个。根据天文学家的估算,像2012DA14这样的小行星飞掠地球大约每40年左右会发生一次,而撞击地球的概率则大约为每1200年一次。在此次近距离飞掠地球之前,美国宇航局的追踪系统便已经精确地测定出其轨道并确认它将不会撞击地球,因为当其距离地球最近时的运行速度为每秒7.8千米,已大于该高度的地球逃逸速度。实际情况已经验证了这一预报的正确性。
  同时科学家指出,小行星2012DA14近距离从地球旁边掠过与袭俄陨石无关。因为前者是由南向北运动的,而后者正相反,是由北向南运动的。
  值得关注的是,近地小行星中有的轨道与地球轨道交叉,就有可能撞上地球,有的轨道离地球轨道很近,也可能被地球引力捕获而招来麻烦。天文学家的计算表明,直径10千米的近地小行星与地球撞击的概率约为每10万年一次。事实上,地球已多次遭遇小行星的袭击。科学家研究认为,6500万年前一颗直径16千米的小行星撞击地球,造成了恐龙和三分之二其他物种的灭亡。
  不言而喻,在地球上出现人类文明之后,如果再发生这种撞击事件,那将会带来难以预料的严重后果,人类不能不未雨绸缪。实际上,面对天外来客的可能侵犯,科学家早在1993年4月就已发出忠告并开始了行动。巧合的是,就在2013年2月15目,联合国和平利用外太空委员会还在维也纳召开会议,已有数十个国家对建立更好的小行星观测网表达了更大的热情。地球保卫战的三种作战方案
  为了切实打好地球保卫战,从实际情况出发,行之有效的途径就是运用航天技术对其迎头痛击或将其制服。虽然来自太空的实际威胁还较遥远,但人类必须从现在开始就把已经认识到的可用措施不断地完善并逐步予以落实。观测和监视对地球具有威胁的小行星和彗星动态,乃是首当其冲的第一步。一旦发现有袭击者,可利用高科技手段迎战。关于实战的可行措施,目前科学家们已提出了三种方案。
  第一种方案,就是用航天技术运载核武器将天外不速之客击得粉身碎骨。这一创意最早是由美国氢弹之父泰勒博士提出来的,而逐渐被科学家们所认可。具体做法就是提前发射导弹或宇宙飞船,将核装置运载到正冲向地球的小天体上引爆,将其炸碎,拒敌于安全距离之外。当然,一次未达预期目的,可进行多次拦击。
  第二种方案,就是用核武器迎击来袭天体使其改变运行轨道。这是英国三人专家小组提出的举措。他们计划设计一种武器系统,使一系列核弹头在奔向地球的小天体的一侧爆炸,利用爆炸释放的能量和产生的强中子辐射,打掉小天体表面的一部分,使其重心偏移,从而改变运行轨道,最终躲开地球运行。科学家们普遍认为,此种办法相对耗费能量较少,对小行星来说比第一种方案更切实可行。   第三种方案,就是在即将威胁地球的小行星上安放动力装置改变其运行轨道。这是近几年来科学家们才提出的一项措施。具体实施方法有两种,一种方法是在小行星上安装核火箭发动机系统,另一种方法是在小行星上安装太阳帆。两者的共同点是,都需要发射机器人飞船或载人航天器,携带相应的动力装置在小行星上实现软着陆,并由机器人或航天员进行技术操作。现有技术能打赢地球保卫战吗
  目前世界上很多国家都在从事对近地小天体的观测活动,并不断取得了实质性进展。
  从打赢预防战先要做好前哨侦察工作的角度讲,当前已获得了明显成果。2010年7月29目,数名科学家指出,一颗编号为1999RQ36的小行星最有可能将于2182年9月24日撞击地球。这颗直径为560米的小行星撞击地球的概率尽管仅为1/1800,但已引起了科学家们的关注。为此,美国宇航局已提出了名为OSIRIS-Rex的应对计划,隹备2016年发射机器人飞船探测这颗近地小行星并采样返回,为科学家提供真实样品,以提前获得研究成果。机器人飞船在2020年抵达这颗小行星并进入绕飞轨道之后,将开始进行长达几个月的细致调查,以便找到合适的着陆地点。在确定着陆点后,飞船将与1999RQ36自转速度同步飞行,然后释放一台探测器到小行星表面,与之接触5秒钟的时间,仅是短暂的“亲吻”。在此期间,一股气体将把尘土吹入一个收集器内。该收集器将被飞船于2023年送回地球,降落在美国犹他州的沙漠中。它能容纳近5磅重的物质,足够科学家研究几十年,以深化人类对1999RQ36的形状和组成的认识。有专家称,任何试图将1 999RQ36转向以拯救地球的措施,必须提早100年开始行动才有成功的机会。这也就是说,为迎战1999RQ36小行星采取的系列举措,最迟也得于2082年付诸实施。
  至于用携带核弹头的导弹武器或载有核装置的宇宙飞船奔袭近地小行星或彗星的任务,人类目前的航天技术水平已能承担和完成。2005年7月4日,美国的深度撞击号航天器释放的撞击者探测器,在距离地球1.32亿千米处,以每秒10.2千米的速度猛烈撞击坦普尔一号彗星的彗核,击中地点仅比预计的位置相差1米,准确度非常之高。当时就有科学家认为,这是一次应对小天体撞击地球的有效演练。
  与实现第三种方案有关的一个好消息是,美国宇航局正在计划2025年前发射猎户座太空船载人登陆小行星。这种飞船的制造商洛克希德·马丁公司已经拿出一项派遣两位航天员持续半年时间探索小行星的代号为“移民石”的计划。猎户座原本是为运送航天员重返月球而设计的,在美国搁置登月计划之后,它被当作国际空间站的救生船继续研制,现已具备登陆小行星所需的绝大多数要求。尽管已有了几个候选目标,但美国宇航局目前还没最终决定登陆哪颗小行星,且不排除在一次飞行中登陆多颗小行星的可能性。派遣载人航天器造访小行星,不仅是美国火星登陆任务的一项宝贵技术测试及演习,还将有助于科学家们为应对小行星撞击地球制定计划,即为实现上述方案尤其是第三种方案提供借鉴。
  从发展的观点来看,对付天外杀手,可选择的方案还有用激光武器摧毁危险的目标,发射反物质使入侵者在猛烈的湮灭反应中炸毁等。理论上讲,上述办法都可能做到,但就目前而言,技术上尚难实现。随着科学技术的飞速发展,将来还可能提出更为新颖有效的措施,只是现在还难以准确预言。巨大的危机蕴含巨大的财富
  人们既然认识到了天体可能入侵的危害,并已初步掌握了行之有效的技术防范手段,就应该结束不为地球设防的历史。但同时,我们也不能忽略小行星上蕴含的巨大资源。随着人类开发利用资源量越来越大,导致地球储存资源日益减少,已经有越来越多的人将目光投向近地小行星,已经有两家美国公司;隹备到近地小行星上去“采矿”了。
  2013年1月,美国一个企业家和工程师团队公布了一项成立太空矿业公司的计划,打算从近地小行星上获取原材料,开发其金属和燃料资源以促进太空工业的发展。这个设在加利福尼亚州圣莫尼卡的公司取名为“深空矿业公司”,它的首次任务预计将于2015年展开,届时公司将派出一个名为“萤火虫”的小型航天器对一个迄今为止尚未辨明的小行星展开为期半年的环绕飞行考察活动。该公司设想,将发射多个“萤火虫”航天器组成“太空探测舰队”,于前后出发的10年之内,将在经过的小行星中侦察探测各种金属矿物,以及航天工程所需要的材料。在此期间,还将发射名为“蜻蜒”的小型太空船,对确认有开采价值的小行星进行取样研究,以进一步摸清其资源情况。
  这家新创企业的首席技术官、曾在美国宇航局飞行控制中心帕萨迪纳喷气推进实验室担任负责人的约翰·曼金斯说:“事实上,深空矿业公司的商业计划中,没有任何内容是利用当前全球实验室中已经实现的技术所不能完成的。这些技术在太空中或许尚未按照我们设想的用途进行应用,但基础性技术现在已经唾手可得。”
  深空矿业公司是第二家涉足小行星资源开发的美国公司。第一家是四年前成立的行星资源集团公司。2012年4月25日,行星资源集团公司在西雅图航空博物馆宣布了一项利用机器人到近地小行星进行勘探,并最终开采贵重金属和稀有矿产的计划,其实质就是发射飞船到近地小行星上进行自动化采矿。
  对“太空淘金”的设想,这家公司的雇员、资深航天员琼斯打了个比方,就像用铲雪机铲除浮层、铲出路面一样,登陆小行星的太空机器人可以轻易掘开浮层,进而挖掘金、铂、火箭燃料等资源。他说,由于小行星上重力小,浮层松垮,易于铲除,“发明一种类似吹雪机那样的机器应当不是难事”。这是从原理上讲的,真正实施起来,还需要配备必不可少的深掘工具、收集器、返回舱、通信设备、动力装置等组件,同时尚要深空测控网的密切配合。
  华尔街日报称,上述雄心勃勃的计划旨在开启太空探索的一个全新领域,也有专家说,行星资源集团公司的努力可能超前了几十年。但换句话说,开发小行星资源是迟早的事情,只是要达到目的还得有个过程。
其他文献
期刊
本文介绍了土壤天然热释光法,并将其应用于三种典型铀矿床中,随后给出了它们热释光法强度异常的特征与规律,分析了在这三种铀矿床中的热释光法强度异常的特征异同;最后重点讨
滚压直螺纹套筒连接技术是近年来开发的一种新型的直螺纹连接技术,属于机械连接,该技术特别适用于粗直径钢筋的连接,是建设部重点推广的新技术之一.本文结合工程应用,介绍了
期刊
本文介绍如何使用 MCS—51单片机,构成一种在检测分析仪器智能化及实时控制等方面通用的单片机系统结构和软件设计方法,对研制单片机应用系统具有一定借鉴价值。 This artic
和的实施给高校体育教学改革提供了空前的机遇和保障,然而.由于思想观念上的偏差,我国高校体育教学至今仍以运动技能教学为主.长期以来,由于项目多,学分少,学生运动技术学得
4月11日,智能手机新利器华硕ZenFone正式以799元起的售价全面上市,希望借此终结手机要“抢”的市场怪象。华硕ZenFone包含5英寸、6英寸2种规格,集结英特尔凌动处理器、第三代
期刊
随着计算机多媒体技术的飞速发展,多媒体辅助教学的应用越来越广.如何对多媒体课件进行设计与开发,如何完善多媒体教学技术、应用模式,更好实现多媒体课件在教学上的应用是一
本文主要阐述要对处于不良状态的钨制品粉末进行物理性能检测,就必须对粉末进行预处理.