以现在的科学水平,人类可以拦截多大的陨石?

遇见H未来



自从6500万年前一颗直径10公里的小行星撞击地球灭绝恐龙之后,作为后来者的我们就一直担心类似的事件再次发生,如今天文学家们夜以继日的对小行星进行编号入库为的就是防止人类重蹈恐龙的覆辙。

现代科学第一次让人类意识到了自己的脆弱和地球的脆弱,几十年前那张旅行者一号回望地球的《暗淡蓝点》照片让无数人感到了地球在宇宙中朝不保夕。


灾难电影史上不乏有主角炸毁即将撞击地球的小行星拯救世界的故事,然而电影和实际情况总是有差异的,现实中如果真的出现小行星撞击这种情况的话,最好的办法是用核导弹在小行星的毕竟之路上拦住它进而炸了它。

虽然我们人类至今也没有进行过小行星拦截,但反导系统本质上和小行星拦截差别不大,都是先计算好目标的轨道进而让拦截弹在合适的时间到达合适的地点,最终让高速飞行的目标和拦截弹顺利同归于尽。


但小行星和导弹毕竟不一样,前者的速度能达到每秒几十公里,而后者因为是在大气层内飞行,所以速度最多也就是每秒几公里,如果再快的话自身就先解体了,因此只能把小行星拦截在地球之外的宇宙空间内。

目前的科技水平只允许我们拦截小体积的小行星,6500万年前那颗10公里直径的小行星放到现在就是我们能拦截的极限了。


宇宙探索未解之迷


以现在的科学水平,人类可以拦截多大的陨石?

更准确的说应该是能拦截多大的小行星,因为躲过了大气层高温没有彻底烧尽,还在低层大气压作用下没有解体,落到到了地面的才能成为陨石!所以陨石是一个结果,而我们要拦截的陨石的始作俑者小行星!毕竟末端拦截的难度实在是太高了,我们甚至都无需考虑!

一、为什么要拦截小行星?

也许这点是无需多言,毕竟地质史上的五次大灭绝至少有一次公认是由小行星造成的,正是这次大灭绝给哺乳动物的发展留出了发展空间!实在是很难否定这次生物大灭绝对于人类的正面作用!但无疑下次小行星撞击绝对是恶意的,而我们人类已经发展到了可以通过自身的作为改变未来的文明种族,从一点上来看,是毋庸置疑的!

二、我们要在哪个阶段拦截?

对于拦截,我们似乎非常专业,毕竟NMD和TMD系统早在很多年前就告诉各位有中段拦截和末端拦截,当然这是拦截导弹!而小行星从遥远的太阳系轨道远道而来,裹挟了环绕太阳公转,甚至是远日点到近日点的高速,可能还要加上地球公转与自转速度的叠加,进入大气层后的速度可能会达到60千米-70千米/秒,这对于人类似乎是个天大的难题,我们能努力达到的速度极限大概就是第三宇宙速度,即17千米/S左右,然而这在大气层中是不可能达到的,因为极高超音速的气动加热首先就会把自身给烧了!

大气层的高超音速武器,当然这样的速度也不过10-20马赫(音速的10-20倍,约在6千米/秒之内),再往上,很抱歉,可能就这样了!

因此我们没法选择在靠近地面的大气层中拦截小行星,这实在超出了我们的想象,人类的科技无论如何都达不到拦截小行星的速度!而且即使能拦截,比如核弹等造成危害也不亚于直接撞击,毕竟巨大的质量是否拦截没多少差别!因此绝不可以将小行星“放进来打”!

三、我们用什么武器去拦截?

上文我们聊了小行星进入大气层内的速度,因为地球自转与公转速度的叠加,因此速度达到了极其恐怖的程度,当然也不是每颗小行星都那么高速度,具体还要看小行星的轨道,但有一点可以肯定,只要不是逆行轨道,我们与小行星回合的技术要求就还没到变态的程度,毕竟逆行的小行星并不多!既然在轨道上拦截了,那么我们能用的武器就所剩无几了

1.无论哪种拦截手段,必须要一个环太阳轨道的速度才可以,即必须脱离地球轨道前出拦截,那么,而距离越远越好!那么能用的火箭就只能是达到了深空小行星探测的级别才可以,比如阿丽亚娜?大力神?还是未来的长征九号?

2.弹头装什么?这是一个问题,比如装一个核弹头?可能关于小行星撞击的好莱坞大片都已经科普过了,万一炸散了来个天女散花,那地球就彻底凉了!因此我们不要想着去把小行星给炸了,而是潜移默化的改变它的轨道,希望能将它温柔的推开!

四、用什么方法能将小行星推离轨道?

人类技术及其有限,当前为小行星改变轨道也不外乎以上几种方式,成本都很高,但见效极慢,至少也得坚持数月甚至数年才能改变一颗小行星的轨道,而且小行星特别是会喷发物质的彗星的阳光动力影响是非常难预料的,几乎相当于用一根羽毛的力量去改变一架在空中飞行的客机轨道,各位觉得有多大的把握?

五、多大的才适合拦截?

以现在集中极为有限的手段,任何大小的小行星都无法拦截,理由也很简单,大的拦不了,小的看不到,更小的无需拦截,过大气层就烧毁了!不要小看小行星,比如一颗100M直径的小行星,光学望远镜观测并不容易发现,但它的质量,计算下便知!

体积约:523598.78立方米

按岩石2-3吨/立方米计算,1047197.55吨,即超过:104万吨!

尽管有各种手段可以改变其轨道,但需要很长时间,简单的说即要提早半年至一年发现,然后几个月准备发射火箭,再用几个月时间来改变其轨道!假如这颗小行星预计一周后将撞击地球,那估计黄花菜都凉了!当然100M小行星对地球还不至于伤筋动骨!

造成通古斯大爆炸的小行星大约也就75M直径!更大的小行星当然更容易发现,但需要更久的时间来使其偏离轨道,但更要命的是距离越远,时间越久,这个轨道就极难计算准确(因为会受到太多的扰动影响,比如阳光,比如微陨石撞击等),简单的说就是会不会撞上地球都不知道,那么请问我们该怎么办?


星辰大海路上的种花家


人类历史已有600万年。很幸运,这些时间里一直没有大陨石撞击地球。但高级智慧人类总是有一种忧患意识,如果有一天有一颗或几颗大型陨石撞击地球了,人类难免会遭殃。



毕竟6500万年前的一颗直径10公里的陨石就已让地球霸主恐龙灭绝。

而只要100米以上的陨石便会对人类形成威胁。


人类的科学快速发展了已近300年,对于飞向地球的陨石是有能力阻止的。那么人类现在能阻止多大的陨石呢?

为防未然,我们需要在陨石没有撞击地球前做好准备。

从科学家对陨石的研究来看,陨石大多是二氧化硅和铁构成,轨道多为椭圆,速度为太阳系逃逸速度的量级(最低有宇宙第三速度)。

以6500万年前的直径10公里的陨石为例,它的能量足有1744000颗大伊万核弹的威力。my god!!!这样大的能量砸上地球那不是重回到6500万年前?


但,我们并不是任由陨石轰炸的恐龙!而是高智慧的人类!我们不能让它们消失不见,但可以让大型陨石改变它飞行的轨道,让大型陨石的路径改变方向!

我们只要让陨石的速度放慢和运行轨道改变到超过地球半径就行。科学家们研究出了几个可行的方案,其中个人认为最可行的就是等离子反冲变轨法:

就是在大陨石上引爆大量热核弹,通过热量加温等离子气体化陨石材料,往外扩散的等离子体带走一部分动量,由于动量守恒,小行星会偏离轨道甚至向反向运动。科学家们决定采用切面垂直于重心的表面进行集中爆破,这样就能防止反推能量变成小行星的转动能。而核爆点温度需要高达10^7℃以上,约有263颗大伊万氢弹的能量了。


根据相对论能量公式E=mc^2,预计爆炸时的能量消耗,直径10km的陨石需要约1000颗量级核弹就能达到扭转轨道的目的!

科学家也拟定了其它方案,如“星体高温气化法”、“大型太阳风减速法”…

为了避免大型陨石的撞击,各核大国应该成立专门监控陨石风险部;在不影响国际安全下存有1000-2000万吨TNT当量核弹备用。这些只是我个人的浅见,要避免地球受到大陨石撞击,还需要人类团结起来,动用一切科技和方法来维护全人类的安全!


弄潮科学


弹道导弹的拦截率也只有百分之五十,我认为陨石能拦截的概率微乎其微,更何况大质量陨石了,但是提前预警是一切的基础。

陨石速度太快,依靠传统动能武器拦截基本上不可能

我们以俄罗斯空天防御系统s-500防空导弹系统为例,其可拦截500公里左右以15马赫飞行的弹道导弹,据称s500从发现目标到发射导弹,只需要5秒左右的时间。陨石坠地速度一般都不一样,和其入射角有关系。2013年坠落在俄罗斯车里雅宾斯克的陨石,据称其速度达到每秒40公里,约117马赫,但从速度上来看,用防空导弹拦截陨石基本上是不可能的。

对陨石的提前预警是拦截的关键

正所谓知己知彼,百战不殆。由于陨石的速度非常快,能做到提前预警,就可以为人类提供充分时间来进行防御研究。我们还以s500为例,据称其预警距离可以达到2000公里,假如当年袭击车里雅宾斯克的陨石以117马赫速度从s500正上方袭来,我们依然有50秒的反应时间,按照9马赫的极限速度飞行,依然有能力在上百公里的高空实现碰撞,如果拦截弹是核装药,拦截效果可能更好。所以对陨石的提前预警分析是非常重要的。美国就有名为Scout的侦查系统,用来提前探测标记可能造成威胁的天体。

对于小质量陨石我们提前预警是很好的手段,但是对于小行星级“陨石”只能另想它法了

假如一个10公里的小行星撞向地球,我们用防空导弹拦截,那简直就是用手枪崩泰山。但是提前预警依然是重中之重,留给人类的时间越久,我们能活下来的希望就越大。我们可以在近地轨道架设反光镜或者激光器,用来加热某些冰类小行星,使其依靠自身动能逐渐偏离撞击航线。或者我们可以在月球上建立防御基地,在月球上发射核导弹,耗能低射速高,即使近距离拦截爆炸,其爆炸残片也不会影响地球环境,甚至可以从月球发射“行星发动机”推离来袭小行星。实在不行我们可以乘坐宇宙飞船或者航天飞机降落在小行星表面,像电影中那样用炸弹把它炸碎。如果来袭的是上百公里或者上千公里的行星,那我们可以“深挖洞广积粮”,或者逃亡宇宙,或者“流浪地球”。不过这都要建立在人类宇航技术非常发达之后,虽然现有技术储备是有可能实现以上办法的,但是实际操作起来可能也是困难重重,虽然看似只是一个陨石袭击事件,但是对于防御方来说,只要一点失误,就会满盘皆输。

所以综合起来,小陨石不用拦,大陨石拦不住。以现有科学技术拦截陨石,虽然办法很多,但是实行起来可是非常困难的,在大自然面前人类依然很弱小。弱小不是灭亡的原因,无知才是。

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很遗憾,目前,人类对小行星的撞击束手无策的,陨石没啥,因为比较小,进入大气层以后就摩擦生热,燃烧没了,即使有陨石掉落地面,也不会有大的损失。但是,要是是小行星,就大不一样了。小行星的速度太快,使用核弹,或者核导弹,都是不可能的,理论上可行的是激光武器。但是现在的激光武器使用的能量太小,几十万公里以外就毫无威力可言了,只有等到将来使用反物质获得了巨大的能量并且使用在激光武器上,人类才有能力摧毁小行星。人类诞生以来,没有小行星撞击地球。我认为是外星人一直在监控地球,通古斯大爆炸就是外星人用激光武器摧毁了一颗小行星。


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一般小陨石在落入地球后都会被地球浓厚的大气燃烧殆尽。而类似于小行星这样的撞击才会有可能大幅度的造成地球上生物的灭绝。


关于当年恐龙灭绝的原因说法众多,其中小行星撞击说最具有代表性意义。1991年,科学家在墨西哥的尤卡坦半岛北部发现了一个直径约180公里的大坑。科学家推测在6500万年前,一颗直经大约十公里的小行星坠落在地球表面引发了一场大爆炸,这场大爆炸引起了地壳部分的剧烈运动,突发了大规模的海啸和火山爆发 ,地球天空上充满了灰尘浓雾,恐龙灭绝,地球进入了漫长的寒冬,只有少部分生物得以生存。

那么经过恐龙上一次的教训,告诉我们要做好对地外威胁的防范,因此总会有人仰望星空,目前来看还没有小行星会对地球造成威胁 ,就算有小行星撞击过来,我们也可以提前预测观测到,可以尽快的做好防范措施。


小行星的运行轨迹都是可以通过科学算法计算出来。我们可能会把大量的核武器装到火箭上,让火箭飞上太空把小行星炸的偏离轨道,当然距离越远改变轨迹就越容易。距离远了,只需要稍微做出一点改变就可以使小行星偏离轨道,如果距离近的话则改变小行星的轨道会变的特别困难。

如果是比月球还要大的行星撞过来,则人类很难做出改变,只有等死的份儿。连能不能为人类文明留下种子都是个问题。因为这个行星的质量足够大,核武器是没有办法对这么大的天体做出改变的。而我们目前威力最大的也就是核武器。

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距今6600万年前,一颗直径约10公里的小行星撞击了地球,这次撞击引发的巨大灾难,导致了地球上第五次生物大灭绝事件,被称为白垩纪-古近纪灭绝事件。大灭绝事件造成地球上75%的物种消失,其中就包括了大名鼎鼎的恐龙(非鸟恐龙)。

图注:发现在白垩纪末期的小行星撞击地球事件,图片来自网络

图注:非鸟恐龙成为小行星撞击的受害者,图片来自网络

图注:小行星在墨西哥的尤卡坦半岛留下了直径达200公里的撞击坑,图片来自网络


如果今天一颗同样大小的小行星撞向地球,我们人类能不能对其进行有效的拦截呢?答案是几乎不可能。


图注:电影《天地大冲撞》表现了地球遭到小行星撞击的情景,图片来自网络

很多科幻片都假设了小行星撞击地球,人类为了拯救家园而做出的努力,比如乘坐航天飞船在小行星上安装一枚大当量的核弹,将小行星炸成两半,以此改变其飞行轨迹,争取让小行星与地球擦肩而过。更直接的办法就是发射类似于安装有核弹头的洲际导弹,在小行星进入大气层之前摧毁它,这种武器被称为反小行星火箭。


图注:发射反小行星火箭,听上去是个不错的办法,图片来自网络

用装有核弹头的火箭炸小行星,哪怕是改变其轨迹,听上去似乎很合理。但是在实际操作中却是问题重重:首先,我们要对可能发生撞击的小行星进行提前预警,这就是一个问题。由于许多因素的干扰,目前人类的观测预警系统经常漏掉小行星和陨石,许多陨石落在地球上或是在大气层中燃烧之后,相关机构都没有发出预警;第二,就算我们成功发现并且计算出了小行星的轨迹,以小行星的速度,会在很短的时间内与地球相撞,这个时间我们都没有足够的时间就行准备;第三,就算我们已经有大量的反小行星火箭准备待命,并且能够马上发射,能够击中小行星是概率也是未知数,击中之后能够有效破坏小行星,或者改变其飞行轨道都是未知数。如果一击不成,我们是没有第二次机会进行补救的。

图注:如果拦截不成功,那么我们将面临灭顶之灾,图片来自网络

综上分析,如果有一颗10公里的小行星撞击地球,我们能够成功拦截的可能性很小,因为我们目前的技术还达到有效拦截的水平。至于陨石嘛,一般体积都不大,在进入大气层就会燃烧殆尽,就算是撞在地球上,其较小的体积能够产生的破坏性也不大,倒是不用那么担心。

图注:在俄罗斯上空燃烧殆尽的流星,图片来自网络

尽管我们目前还无法有效拦截对地球产生威胁的小行星,但是随着科技的不断发展,未来我们一定能够掌握拦截小行星和陨石的技术,保卫地球家园的安全。


古生物探索


想拦截陨石,可以先参考一下拦截导弹。巡航导弹相对比较容易拦截,主要原因是它的速度比较小,只有几百米每秒。而弹道导弹就非常难以拦截,主要原因是它的飞行速度比较大,能够达到几千米每秒。而陨石的速度更大,每秒钟至少能够飞行十几千米,这一点就决定了陨石非常难以拦截,比拦截导弹还要困难很多倍。

如果是飞的慢一些的陨石呢?抱歉,陨石相对地球的飞行速度至少也是11.2千米每秒,这是由科学规律决定的。陨石靠近地球的过程中地球引力对其做功,使得其动能增大,即使陨石从遥远处飞来时的初速度接近0,经过地球引力的加速在进入大气层时的速度也会达到地球的第二宇宙速度11.2千米每秒。这个速度比弹道导弹的速度还要大很多,拦截它目前还看不到希望。

陨石的高速度还使得人类难以预测流星什么时候会出现,即使是近几年的陨石坠落,也有很多在事发之前毫无察觉。

而且,石陨石在进入地球大气层后还容易碎成很多块,分裂后的碎片在大气层的作用下轨迹更难追踪,拦截是难上加难。

直径小于25米的陨石坠入了大气层,陨石的翻转以及气流会对它的轨迹造成影响,追踪它的轨迹比在外太空中难很多。这种个头小的陨石因大气层就可以解决掉它,一般不会对地面造成什么影响,拦截它没有什么意义。如果直径再大一些,对地面就会造成比较大的破坏力。如果直径很大,大到在它撞击地球之前很早就发现了它,这样的陨石撞击地球,人类目前也是几乎毫无还手之力。

可以计算一下,撞击地球的小行星,假设直径为50米,这样它的质量就可以达到30万吨以上。它以15千米每秒的速度撞击地球的能量就能达到3.7乘以十的16次方焦耳,大约相当于500枚广岛原子弹爆炸释放的能量。即使导弹能打到它上面,用普通的导弹去拦截几乎没有任何意义。在大气层中用核弹去摧毁它,核弹还会加剧破坏力。比较庆幸的是,人类目前还没有发现近期会有这样的小行星撞击地球,可以寄希望于科技的进步能够在未来解决拦截撞击地球的小行星。


刁博


答:陨石能否拦截成功,很大程度上取决于人类提前发现陨石的时间,小陨石无需拦截,落入大气层后会完全烧毁;只有直径十米以上的陨石,在穿过大气层后会对地面造成危害。


在2013年2月15日,一颗陨石撞击到俄罗斯的车里雅宾斯克州,造成上千人受伤,成为近几年来最严重的陨石撞击事件;据估计,这颗陨石质量一万吨左右,直径大约15米,以大约30公里每小时的速度撞击地球。

在6500万年前,一颗直径10公里的小行星,撞击到如今墨西哥的希克苏鲁伯镇,留下一个180公里直径的撞击坑,撞击事件最终造成了恐龙的灭绝。

由此可见,小行星对人类来说绝对是一个极大的威胁,NASA有一个行星防御部门,专门追踪潜在的存在危险的小行星,并列出危险系数等级,对危险极大的小行星进行长期追踪,一旦有可能威胁到地球时,会提前做出防御方案。

比如在2012年,该小组就追踪到一颗直径10~30米的小行星,预计与地球的最近距离为6800公里,几乎就是与地球擦肩而过。


以人类目前的能力,拦截一颗小行星的难度是非常大的,而且人类发现小行星的时间,决定着拦截的成功率;目前人类的探测器,有在地外小行星上登陆的,如果让火箭把核弹运送上太空,再运送到小行星上引爆理论上也是有可能,一来可以改变小行星的轨道,二来也可能击碎小行星,减小撞击对地球的危害程度。

目前天文学家已经追踪记录了上万颗小行星,还没有发现大概率对地球造成威胁的,随着人类航天技术的进步,或许未来人类会在地球周围建立小行星防御系统,用于全方位保护地球人类的安全。


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艾伯史密斯


问:以现在的科技水平,人类可以拦截多大的殒石?

天外来物砸地球,小的几米十几米的应该叫殒石,大的百米到几公里的就是小行星了。


大的小行星砸地球,破坏力极大,能灭绝恐龙就能灭绝人类,这破坏力是全面的长期的。

小的殒石砸地球,破坏力小,也就是台风或地震海啸一样的自然灾害,破坏力是局部的。

问以人类现在的科技水平,能拦截多大的殒石,这怎么说呢?人类实践过吗?

小行星撞击地球灭绝恐龙那是七千万年前的事了,那时还沒有人类,谈不上拦截。

殒石砸地球影响最大距离时间最近的是2013年2日15日俄罗斯车里雅宾斯克的殒石坠落事件。当时殒石砸了城市附近,有1200人受伤,经济损失几亿元,也就相当于一次小地震或中等台风。


据说这颗殒石就是几米或十几米大,与大气层磨擦燃烧解体掉下来的。

但是,事先沒有观测到,还说殒石进入大气层后运动沒有规律。

就这么个破坏力极小的殒石,都沒有观测到,会想到拦截?就是观测到了,又不知道它的运动规律,何谈拦截?

人类能够拦截多大殒石,光预估没有用,只有真正实践一次,拦截成功与否,才敢断言。

小殒石掠过倘能逃过,大殒星光顾就是灾难。

宇宙间的力量是无穷大的,人类在这样未知的自然灾害面前,就像羊儿躺在了砧板,无力挣扎。


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