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改变天体的运行轨道 如何避免天体撞击地球的威胁?

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知识点:现在人们已有能力通过事先观测、预警及空间拦截等手段,防止飞来横祸的发生。例如可以发射载核弹头的导弹,提前与小行星相撞。借助引爆的力量,只要将它推移一点点,失之毫厘,差之千里,它就可能偏离轨道,确保地球安全。另一个办法是用光学镜对准小行星照射,使之燃烧,从而改变其质量,使之偏离轨道。

一颗直径50米的小行星——不过一个足球场大小——能对地球造成什么危害?2.5万年前,一个直径约50米、重约50万吨、速度达20千米/秒的铁质小行星撞到现在美国亚利桑那州的一片高原上。撞击所产生的能量不小于几十颗氢弹爆炸的威力。现在,那个直径约1245米、平均深度达180米的半球形大坑还静静躺在那里,四周还有一条高达30多米的环状坑唇围绕着。坑中的许多石块都有经受高温熔化的痕迹;溅出的坑穴碎片,在10千米之外都能见到。

科学界普遍认为一颗直径十到二十千米的小行星撞击地球导致了恐龙的灭绝——爆炸扬起的尘埃遮天蔽日,几个月的完全黑暗使全球气温骤降,大量植物和以植物为食的动物死亡了。碰撞点处石灰石释放的过量二氧化碳又在后来的几百年中造成温室效应,过度的升温灭绝了劫后余生的恐龙。6500万年后,“奋进号”航天飞机通过遥感在墨西哥尤卡坦半岛上找到了那个直径170千米的陨石坑。

最近的一次大撞击发生在1908年,一个不明物体在西伯利亚上空爆炸,摧毁了1000平方千米原始森林,扬起的尘土上升到一万米高空,对当地气候影响数年。苏联科学院经多年调查得出结论,认为这是一颗直径仅50米的小行星侵入地球轨道造成的。

要避免悲剧重演,需要提前发现靠近地球的小天体并对其轨道作出预测。与搜寻彗星不同,追踪小行星更多是专业天文台才能胜任的工作。因为即使在最大的光学望远镜中,小行星也不过是长时间曝光后留在照相底片上的微弱光点而已。

20世纪70年代初,位于加利福尼亚的帕洛玛山天文台上一台口径0.46米的照相望远镜被专门用于搜寻近地天体。天文学家们每隔半小时对同一块天空照相。如果小行星离地球较近,就能相对背景恒星做显著的移动。如果望远镜的口径足够大,这种运动很容易从多次曝光的底片中识别出来。以前这些照相底片全靠人工识别,效率低而且易出错。进入90年代,电子探测元件和高速计算机取代了不那么可靠的感光剂和人力劳动。天文学家把电荷耦合器件(CCD)装在原来底片的位置上,通过它,望远镜搜集的遥远天体的光信号被转化成电信号直接输入电脑分析。用这种方法,观测人员一晚就可能发现600颗小行星(其中绝大部分在小行星带)。在CCD技术开始普遍应用的1994年,亚利桑那大学天文台发现了一颗在距地球不到105000千米处飞过的小行星。与此相比,月球离我们的距离都是它的三倍多。

时至今日,我们只发现了向地球袭来的10%的小行星,而要确定它们的轨道,还需要长时间连续不断地观测。有科学家认为,如果我们目前对另外90%的小行星仍然一无所知,那么,当灾难来临时,我们将来不及应付。对此,美国宇航局的国际近地小天体探测小组提出“空间警戒搜索网”的概念,建议在全球范围内建造6架2至3米口径反光望远镜,并配以CCD探测器,专门用于近地小天体的发现和跟踪。

在宇宙空间,直径0.5千米、有可能危及地球的小行星估计有1万个,但真正可能撞击地球的小行星直到目前还没有发现。即使真有小行星要撞击地球,天文学家也有办法将它推开。科学家预计,目前大约有1000—2000颗千米级以上的小行星定期穿过地球的轨道,这意味着理论上在新的千年里,一颗致命小行星可能有1%的机会与地球相碰撞。

现在人们已有能力通过事先观测、预警及空间拦截等手段,防止飞来横祸的发生。例如可以发射载核弹头的导弹,提前与小行星相撞。借助引爆的力量,只要将它推移一点点,失之毫厘,差之千里,它就可能偏离轨道,确保地球安全。另一个办法是用光学镜对准小行星照射,使之燃烧,从而改变其质量,使之偏离轨道。英国政府近地小行星特别行动小组则认为最好的办法是在这些天体上安装上一个太阳能装置,它将从太空中吸收太阳能并将其转化为电能,再通过发射离子束对这些近地天体不断施加微小的力,最后将它们推离撞击地球的轨道。当然这一方法要在很长一段时间后才奏效。

所有这些科学计划的制定与实施都使我们有理由相信,科学家在公众的支持下有能力消除这些天外来客对人类文明的威胁。普通人所能做的就是以支持公益事业的态度支持这项事业,毕竟近地小天体这把利剑悬在包括你我在内的每个人的头顶上。

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