第二宇宙速度是多少(月球第二宇宙速度是多少)

作者:ζ做wǒ的梦里花=

4月24日是中国航天日,据央视新闻的报道,国家航天局副局长吴艳华表示:我国将着手组建近地小行星防御系统,争取在“十四五”末期,也就是2025年或2026年进行一次技术实验,也就是对某颗有威胁的小行星实施抵近观测,并且就近撞击,以此改变其轨道。为人类在应对地外天体威胁的安全问题上,作出中国的贡献。

为什么要防御近地小行星?小行星多危险?

什么是小行星?是比较小的行星吗?非也,2006年在捷克首都布拉格召开的第26届国际天文学联合会议上,天文学家们将太阳系内的物质大体上分为了三类:

一类是以八大行星为代表的行星类,另一类是以冥王星为代表的矮行星(那次会议将冥王星从行星序列踢掉了)

还有一类就是所谓的太阳系小天体,它们围绕太阳运转,但又不符合行星和矮行星的定义,而我们要讲的小行星就属于这类,小行星的体积和质量都很小,绝大部分都位于火星与木星之间的小行星带。

然而这些小个子由于数量众多,并且夹在于行星之间,引力摄动对它们的影响比较明显,时不时来个碰撞,一不小心就会滑出一个新轨道,指不定地球就在这个轨道路径上了,因而小行星撞击地球并不是随便说说的事情。

但有人会说小行星那么小,而咱们的地球平均半径都有六千多公里,谁怕谁啊?没错,地球固然是不惧怕这些小行星的,毕竟在地球诞生之初,还和一颗与火星体积相当的天体干了一仗,最后才有了现在的地球和月球。

然而人类怕啊!你看6500万年前,一颗直径十公里的小行星撞了地球,其撞击点就位于如今墨西哥尤卡坦半岛,被称为希克苏鲁伯陨石坑,直径足足有180公里,根据推算,当年一撞,释放的能量相当于九十多万亿吨TNT(按照使用过的最强氢弹—沙皇炸弹,五千万吨TNT当量,相当于180多万颗)!

直接影响就是毁灭了撞击点附近的一切生物,但可怕的是其后续影响,造成了巨量尘埃进入地球大气,散布于世界各地,阻隔阳光地表温度下降,大量植物开始死亡,食物链从底层崩溃,最终灭绝了当时地球上3/4的物种,统治地表1亿多年的恐龙就在其内。

不过有朋友讲了,直径十公里的小行星撞击事件属于极小极小的概率事情,如果真遇到,那也只能认栽,但更多撞击地球的都是一些个头更小的家伙,你看下面这张图

这是国外研究人员统计了1994年到2013年这20年间被地球大气燃烧殆尽的小行星事件,虽然数量不少,但幸运的是它们都在大气的阻碍下,在空中就烧没了,根本没来及接触地面。

但凡事就怕万一啊!虽然很多小行星会被地球大气折磨掉很多血量,但你要知道,人类目前对于小行星的监测可根本达不到百分之百一说,其中属于近地小行星的编号数量才两万多颗,听着似乎不少,但根据估算,实际数量可能是这一数据的两倍以上,其中属于潜在威胁等级的小行星,其直径一般在140米以上,与地球之间的距离小于750万公里(不要觉得这个距离很远,要知道小行星撞击地球的速度几乎全都在第二宇宙速度以上,直线耗时只需几天时间就能抵达地球)。

就近的举个例子,2013年在俄罗斯的车里雅宾斯克发生了陨石坠落事件,一颗直径在15至20米之间,质量为7000至1.2万吨左右的小行星,以每秒19公里的速度突破地球大气,在地表上空爆炸(注意这还没直接撞地球呢),释放能量约45万吨TNT当量(二战投放日本的原子弹不过几万当量),爆炸产生的冲击波和碎块导致当地一千多人不同程度受伤,此外还有七千多个建筑物也受损。

车里雅宾斯克陨石坠落 拍摄到的画面

由此可见,虽然我们将直径达到140米以上的近地小行星才称为潜在威胁天体,但上面那颗直径不过20米在空中爆炸的小行星就能产生如此可怕的后果,你可以想象要是那天走了霉运,地球上某个地区真被一个140米直径的家伙挨上一击会是什么样的后果!

有哪些防御手段?人类能防得住吗?

因此对于近地小行星的监测预警以及防御手段的建立就显得尤为重要,实际上这项人类安全工程早已启动,原先世界上使用的行星雷达系统主要是位于美国的戈尔德斯通和阿雷西博两台(阿雷西博是前任世界最大单口径射电望远镜,如今第一大的是我国的天眼FAST望远镜,可惜阿雷西博在2020年年底因年久失修,提前归西了),此外还有一台位于克里米亚:叶耶夫帕托利亚RT-70行星雷达。

毁坏前的阿雷西博

而放到实际举措上来看,人类能不能防住小行星才是重头戏,毕竟即便你早早发现有小行星朝地球袭来,但却没有应对办法,那么再好的监测预警也是白搭!

关于这一点,科学家们想到了好几种解决措施,一个是从改变小行星轨道为目的出发,另一个是从直接摧毁小行星为目的出发。这两个目的下面包含了多种多样的方式,下面我们就简单介绍几个:

①核弹爆炸

这种方式在不同的使用办法上,可以对应着实现两种目的,比如将核弹送入小行星内部(依靠探测器飞到小行星表面并着陆,然后钻孔放入核弹),随后引爆小行星,这样一来小行星就会变为碎块,即使坠落地球,伤害也比原始小行星减弱很多。

还有一个就是在小行星表面或附近引爆,依靠核弹产生巨大能量冲击使轨道发生偏转,不需要偏转很多,只要能让地球在其轨道上离开即可。

但核弹的使用一般都是对应于那些预警时间较短的小行星事件,也就是那些飞到家门口才被发现的小行星,这时候才会动用核弹。

②火箭牵引

顾名思义,就是将火箭发动机安装到小行星表面,一个不够就放两个,两个不够继续再放,直到能将小行星的轨道偏移开来,很显然,这样的方案与小行星的质量速度大小呈反比,但假使我们能提前几十年发现,并想办法牵引,那么效果还是可以的。

③动能撞击

这个更好理解,简单来说就是拿东西把小行星撞走就行了,但难点在于面对不同质量的小行星,你需要用多高的速度发射多重的撞击物,不过该方案由于可实施难度低,所以也是人类最早准备的方案。

在2021年11月,NASA就发射了一颗航天器,打算利用其携带的质量为550千克的撞击物,以6.6公里每秒的速度撞击Didymos双小行星系统中较小的卫星,这也是人类首个动能撞击小行星的试验,预计在2022年9月底达到指定位置。

Didymos双小行星系统

实际上按说这样的试验,第一次应该算是在2005年,NASA用“深度撞击号”彗星探测器携带的撞击器去冲击坦普尔1号彗星,以此了解彗星内部成分。但因动量差距过大,其轨道偏移很小(理论上偏移了10厘米左右),并且距离地球很远(差不多一个天文单位,也就是1.5亿公里),所以不利于评估。

深度撞击号

根据开头的说法,2025年或2026年我国有可能开展的技术试验,可能也是类似的动能撞击方案。

虽然方案很多,但有时候事情并不如我们想象的那样如愿,毕竟人类真的很渺小,首先人类的科学技术并没有想象中的发达,至少在面对直径数百米乃至一公里以上的,以每秒十几甚至几十公里速度飞行的庞然大物(虽然我们还是叫它小行星),所有方案能否奏效也都和小行星撞击地球一样成了概率事件。

毕竟刚才也讲了,人类第一次试验要到2022年9月底才会开始,因此我们现在以及将来都要坚持做的工作就是监测近地天体,对于那些真的会撞击的地球的天体,必须极早极早地发现并时刻监测,最好是提前几十年以上,如此一来,我们才有更大的机率阻止灾难发生。

总结

我国航天科技集团五院首席研究员龚自正,在2020年9月举行的相关战略论坛上表示:我国在小行星防御领域才起步不久,在监测预警和处置方面,与国外差距较大。

所以按照开头所言的内容,我国组建近地小行星防御系统确实是一项建设航天强国所必须的重要战略,同时能够增强我国在相关领域的国际话语权。

话虽如此,但实际从历史上来看,人类在小行星防御方面也是一个新手,毕竟航天技术也就是从上世纪中期往后才大力发展的,这也是为什么上一小节提到的人类首次小行星防御任务的发射也不过是2021年的事情。

#我国将组建近地小行星防御系统#

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