X射线可偏转危险的近地小行星

摘要:

小行星可以在瞬间摧毁地球,问问恐龙就知道了。桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的科学家们现在已经展示了一种概念验证方法,即利用X射线爆炸来偏转一颗可能撞击地球的小行星。

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积极保护我们的星球免受小行星撞击不再只是布鲁斯-威利斯的职责--美国国家航空航天局(NASA)正在亲力亲为。"哨兵"任务监测近地小行星,并计算它们撞击我们的可能性和时间。只要有足够的预警,我们就有可能进行干预。

2022 年,美国国家航空航天局(NASA)的双小行星重定向测试(DART)任务将一艘航天器撞向一颗小行星,并成功改变了它围绕一块更大岩石的轨道。但这种方法耗资巨大,而且需要提前做好准备。

现在,桑迪亚团队展示了一种新的方法,我们可以用这种方法使小行星偏离轨道,而且速度更快,成本更低。在小行星附近引爆核爆炸,可以迅速加热小行星表面,产生蒸汽喷流,将小行星推离轨道。

研究人员在实验室实验中模拟了这种情况,目标是两个 12 毫米的样品--一个由石英制成,另一个由熔融石英制成。桑迪亚的 Z 机器被用来产生软 X 射线脉冲,对目标进行冲击。有趣的是,这些 X 射线还蒸发了固定样品的薄金属箔,因此当 X 射线击中模拟小行星时,它们基本上是"悬浮"的。

结果,辐射迅速加热了样品的表面,使它们进入稳定的自由飞行状态。经测量,石英样品的速度为每秒 69.5 米(228 英尺),熔融石英样品的速度为每秒 70.3 米(230.6 英尺)。

随后,研究小组以此为出发点,对小行星的实际大小进行了物理模拟。结果表明,这种核偏转方法适用于宽达 4 公里(2.5 英里)的太空岩石。这么大的小行星可能会在全球范围内造成混乱和破坏。毕竟,这种情况曾经发生过。

大约 6500 万年前,一颗宽约 10 公里(6.2 英里)的小行星撞上了现在的尤卡坦半岛,释放出相当于 47 亿颗原子弹的能量。如果有幸还没被这些冲击波击中,也会被整个大陆的野火、一英里高的海啸、长达数月的特大地震、硫酸雨或因18 个月的黑暗而导致的食物链崩溃所毁灭。地球上约有 75% 的生命回被毁灭。

即使是很小的撞击也会造成重大后果。据估计,2013 年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的陨石宽度不足 20 米(66 英尺),但其冲击波仍造成近 1500 人受伤,7000 多座建筑物受损。

关键是,小行星撞击是我们应该竭尽全力防止的事情,而在我们的小行星改向工作中加入核选项,有朝一日真的可以拯救世界。桑迪亚团队表示,未来将在其他矿物、沙质、岩石和多孔样本上进行实验,以模拟不同类型的小行星。

这项研究发表在《自然-物理》杂志上。

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