麻省理工學(xué)院的研究者計(jì)算出排除致命行星威脅的最佳解決方案。
圖中展示了一個(gè)火箭正飛向漂浮至地球附近的小行星,以及一個(gè)探測器正在小行星軌道附近監(jiān)測。 當(dāng)一個(gè)超大天體可能要裝撞上地球的時(shí)候,人類有以下幾種選擇:1、發(fā)射火箭撞擊漂浮物使其破碎改變撞擊軌跡。2、發(fā)射核武器炸裂超大天體。3、用引力牽引器撕碎超大天體。4、用集中的太陽光減慢天體的速度。 在作出選擇之前,我們要先確定是否需要發(fā)射檢測器探測接近地球的大型天體,或者直接對大型天體進(jìn)行摧毀。
在外部環(huán)境的影響下,有許多重要的事情需要考慮。麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)在天文學(xué)報(bào)上發(fā)表指導(dǎo)性文件來為以后發(fā)生此類情況提供指導(dǎo)性意見。 在電影中,致命性打擊總是在最后一刻爆發(fā)。比如從發(fā)現(xiàn)巨大天體到巨大天體撞擊地球只需要幾天不到的時(shí)間,一個(gè)影響很廣的毀滅性碰撞就會發(fā)生在地球上,這種情況就像子彈劃過黑夜一樣。NASA行星防御辦公室參加當(dāng)代科學(xué)會議并表示電影情節(jié)不完全是靠想象的,地球上確實(shí)存在過此類威脅。
但是NASA認(rèn)為迄今為止觀察到的超大致命性天體對地球造成的傷害都微乎其微,NASA把接近地球的超大天體叫做致命星球,當(dāng)然大量的小型天體也可能會對我們的城市造成威脅,但科學(xué)家們沒有足夠的證據(jù)證明這種情況會發(fā)生。
因?yàn)楹芏嘟咏厍虻拇笮吞祗w已經(jīng)被科學(xué)家發(fā)現(xiàn),所以在它們撞擊地球前會有很多預(yù)警。天文學(xué)家在天體接近地球的時(shí)候,觀察這些天體是否可能穿過他們的“關(guān)鍵小孔”。每個(gè)環(huán)繞太陽運(yùn)動的致命天體都以不同方式接近地球造成威脅并對地球造成威脅。在以不同的方式接近地球的時(shí)候存在一個(gè)關(guān)鍵小孔,這些空間中的關(guān)鍵小孔是結(jié)束下一次天體以類似方式接近地球的關(guān)鍵。
一位從麻省理工學(xué)院畢業(yè)的學(xué)者宋武峰,現(xiàn)擔(dān)任三星集團(tuán)工程師,在他的畢業(yè)論文中提到:小孔就像一扇門,一旦打開就會有致命天體不斷的接近地球。 根據(jù)宋武峰論文,及時(shí)阻止天體撞擊地球?qū)嵉淖罴褧r(shí)機(jī)是在天體撞擊小孔之前,那樣可以讓致命天體避免出現(xiàn)因保護(hù)地球需要大量資源以及承受更多風(fēng)險(xiǎn)的狀況。
宋武峰和他的共著者提出了很多種外來天體撞擊地球且超出控制的情況,往往只剩發(fā)射核武器和撞擊器這種最壞的解決辦法。但是他們寫到核武器并不是完全無害的,因?yàn)闊o法預(yù)估核武器爆炸后引起的其他情況,當(dāng)局政治家們擔(dān)心核武器引起其他隱患。 最后他們提出了三種在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)致命天體經(jīng)過小孔并合理解決天體撞擊的方法:“0號”任務(wù)是把一個(gè)重型火箭發(fā)射向即將撞擊地球的天體,在最容易獲取撞擊天體成分以及軌道信息的時(shí)候進(jìn)行擊毀。“1號”任務(wù)是在發(fā)射撞擊器之前,先發(fā)射檢測器近距離收集致命天體的信息,這樣就可以使撞擊時(shí)效果達(dá)到最好?!?號”任務(wù)是同時(shí)發(fā)射偵察器和撞擊器來使致命天體改變軌道。 研究顯示,0號任務(wù)的關(guān)鍵問題在于地球上的天文望眼鏡收集到致命天體的信息非常粗略,使天體看起來非常遙遠(yuǎn)、暗淡、如斑點(diǎn)一般的小。如果沒有關(guān)于致命天體質(zhì)量、速度、物質(zhì)組成的信息,撞擊器只能遵循粗略的估計(jì),會面臨更高的風(fēng)險(xiǎn)無法把致命天體在到達(dá)小孔之前擊毀。
1號任務(wù)更像一個(gè)持續(xù)的過程,因?yàn)?號任務(wù)可以準(zhǔn)確的測量撞擊天體的質(zhì)量速度。正是由于1號任務(wù)是一個(gè)持續(xù)的過程所以需要更多的時(shí)間和精力去準(zhǔn)備。2號任務(wù)雖然不需要過多的時(shí)間與精力,但是也需要一段較長的時(shí)間來準(zhǔn)備。 研究者將演算方法運(yùn)用到2個(gè)地球附近有名的致命天體上——阿波菲斯和本努,得到了一套復(fù)雜的指令,防致命天體飛向小孔。 研究者發(fā)現(xiàn)只要給了足夠充足的時(shí)間,2號任務(wù)幾乎是完全準(zhǔn)確的將本努驅(qū)趕離開地球附近。如果時(shí)間很緊促,那么0號任務(wù)可以很快的完成任務(wù)。1號任務(wù)讓遠(yuǎn)距離操作具有了意義。 阿波菲爾與本努不同且更加復(fù)雜。如果時(shí)間不夠充足,1號任務(wù)是最好的選擇:快速的收集信息并準(zhǔn)確的擊中目標(biāo)。如果時(shí)間足夠,選擇2號任務(wù)則更好,關(guān)鍵在于改變路徑的難易程度。0號任務(wù)則根本不適用于阿波菲爾。 在這兩個(gè)案例中,研究者發(fā)現(xiàn)如果時(shí)間太短那么沒有一個(gè)任務(wù)可以成功改變致命天體撞擊地球。巖石之間撞擊情況的不同取決于他們不同的質(zhì)量大小和速度快慢,同樣也取決于材質(zhì)。
這些相同的基本準(zhǔn)則也可以適用于其他潛在的致命天體,未來的研究可能會結(jié)合其他的選擇來改變致命天體運(yùn)動方向,例如核武器等。解決致命天體的方案越復(fù)雜,計(jì)算過程也就越復(fù)雜。甚至這些方案還可以用于鍛煉計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)算法來做出所有致命天體精確且可獲得的信息方案。 作者: Rafi Letzter |
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