我们如何知道一颗朝我们飞来的小行星是否是一种危险的威胁?

小行星撞击地球

例如,有很多东西对我们的星球 - 气候变化,自然灾害和太阳耀斑构成威胁。但一个特别是一个威胁往往捕捉着公众想象力,发现自己在书籍和电影中普及,并定期产生令人震惊的头条新闻:小行星。

在我们的太阳系中,有数百万的太空岩石被称为小行星。这些物体的大小从几米到数百公里不等,大多是46亿年前地球形成时遗留下来的。它们所构建的积木并没有完全变成成熟的世界。

小行星和其他离太阳最近的天体,如果距离小于1.3个天文单位(1个天文单位,AU,是地球-太阳距离),就被称为近地天体(neo)。这些物体被认为对我们的星球构成最大的威胁。

小行星撞击地球并不罕见。每年都有数百颗陨石到达我们的星球表面,大多数都太小了,根本不用担心。但偶尔也会有大石块撞击并造成破坏。2013年,车里雅宾斯克流星在俄罗斯上空爆炸,造成数百人受伤。最极端的是,六千六百万年前小行星灭绝了恐龙

Chelyabinsk Meteor爆炸在俄罗斯

小行星撞击地球并不罕见。2013年,车里雅宾斯克流星在俄罗斯上空爆炸,造成数百人受伤。Credit - Alex Alishevskikh,授权CC BY-SA 2.0

现在,科学家们正试图计算出未来的小行星会给我们带来多大的危险,以及我们能做些什么来防止对我们的星球造成相当大的损害。虽然目前还没有已知的小行星对地球构成任何重大威胁(2021年3月下旬,可能会发生碰撞的最大、最著名的小行星之一阿波菲斯(Apophis)对地球构成了威胁排除由于对其轨道的精确定位,它的潜在危险至少会存在100年),现在的竞赛是确保我们做好准备,以防万一。

发现

随着我们测量太阳系的方法的改进,越来越多的小行星被发现——大约2019年发现了3000个neo.但在我们的知识中仍有重要的空白需要回答,即,如果我们发现一颗小行星正在向我们走来,我们如何知道它是否是一种威胁?

虽然大多数直径大于1公里的小行星都已被计算在内,而且它们的轨道也不会撞击地球,但较小的小行星的监测却不那么好。即使是几十米宽的岩石,如果击中人口稠密的地区,也会造成重大损害。

从发现一颗新的小行星到它撞击我们的星球可能只需要几天的时间,这种小行星被称为“即将发生的撞击者”。

意大利航天局(ASI)的埃托雷·佩罗奇博士和他的同事们一直在研究一种方法,可以在短时间内快速研究这类小行星,理想情况下是在几天内NEOROCKS项目,看看他们姿势有什么危险。

“我们正在做一个实验,看看我们能多快地完成从新物体的警报到后续观察的整个指令链,”Perozzi博士说,他是该项目的合作研究者。

世界各地的许多望远镜调查的新发现小行星都上传到一个名为的网站小行星中心.NEOROCKS项目的目的是使用更先进的望远镜——比如非常大的望远镜在智利——计算出给定小行星的特征,包括它的大小和它的组成。

Perozzi博士说:“如果它是由不连贯的岩石组成的,它甚至可能不会作为陨石到达地面。”但“如果小行星有坚硬的结构,它可以到达地面并产生陨石坑(如果它足够大的话)。”我们的目标是看看我们将面对哪些事件。”

“如果小行星有一个硬结构,它可以到达地面并产生火山口事件(如果它足够大)。”
- - - - - -Ettore Perozzi博士,意大利航天局

快速反应

虽然到目前为止,该项目的工作一直受到Covid-19的阻碍,但该团队希望在未来一年恢复他们的快速反应观察。在未来,这种方法可以帮助我们准备疏散一个地区,如果我们知道它在一个小型小行星的路径上,仍然有可能造成破坏。

如果一颗更大的小行星在撞击地球前几年就被发现了,我们可能需要找到一种方法让它偏离我们的星球neo-mapp.项目正在研究我们该怎么做。

2021年11月,美国宇航局将发起一项名为Didymos和Dimorphos的双小行星的使命,以练习改变小行星的轨道。叫做双小行星重定向测试(DART),特派团将于10月2022日抨击Dimorphos,希望几分钟将在Didymos周围改变11.9小时的轨道。

NEO-MAPP将与计划中的欧空局一起参与使用这次任务的数据后续任务称为HERA在2024年,有助于开发,调查该测试的成功。被称为动力学撞击器,它可能是我们雇用的方法,我们雇用了一天,以便在我们星球的道路上略微出现在我们的星球之路,这是由于影响。

NEO-MAPP项目协调员、法国国家科学研究中心(CNRS)的帕特里克·米歇尔博士说:“赫拉将在DART产生影响后到达犯罪现场。”“它将衡量影响的结果,并全面描述该事件。”

其他可能的小行星偏转方法包括利用航天器的引力轻轻地改变小行星的轨道——这一过程比动能撞击器慢得多——或者利用核爆炸将小行星推离轨道。但到目前为止,DART任务是唯一一个计划中的偏转技术的技术演示——以及国际条约禁止核选项。

会合

另一个任务,日本的隼鸟二号将小行星龙宫的样本带回地球last year, is scheduled to visit an extremely small asteroid called 1998 KY26 in 2031. At just 30 meters across, it will be the smallest asteroid ever visited by a spacecraft – but it”s a rendezvous that could give us crucial information on these small bodies.

“这是一个旋转速度超快的物体,不到10分钟,”米歇尔博士说。“这就是我们想要理解的对象。旋转得这么快是什么意思?”回答这个问题可以告诉我们,例如,物体如何在快速旋转的情况下保持在一起。

了解较小的小行星——它们很难追踪,但比较大的小行星更容易撞击地球——发展快速反应技术,在发生撞击时疏散当地地区,同时测试较大的小行星偏转的方法,将是未来保护地球的关键。虽然后者目前都不构成危险,但至关重要的是,我们要为任何可能发生的事情做好准备。

“幸运的是,著名的恐龙杀手事件是一亿年一次的事件,”Perozzi博士说。但这并不意味着在区域范围内不会有更频繁和危险的影响。我们需要做好准备。”

2的评论“我们如何知道一颗朝我们飞来的小行星是否是一种危险的威胁?”

  1. 我在想,地球的自转是否会受到体重增加的影响,我们是否会因为不断增加的物质落入地球而受到影响……

  2. 其中列出的以前的偏转策略和减少危险小行星轨道的方法(见《保卫行星地球:近地天体调查和减灾战略(2010)国家科学院》一书的相应章节):https://www.nap.edu/read/12842/chapter/7#70)基于假设所有近地球小行星(腹部)是单片的,虽然是相对多孔的体,所以与月亮一样的表面具有薄的极雾层。然而,小行星Ryugu和Bennu的最新详细和直接研究其分类学课程(C和S)代表了这种空间物体的绝大多数,从根本上改变了这种情况。It turns out that they have a crumbly internal structure, i.e. are essentially natural space debris, fragments of which are held together by gravity and cohesion – “flying gravel-rubble-boulder piles” [https://www.nasa.gov/feature/predicting-the-unpredictable-the-dynamics-of-dart-s-dive-into-an-asteroid]. This fact is also confirmed by the recent study of meteorites, which concluded that the formation of asteroids took place by gravitational assemblage of small fragments during catastrophic collisional disruption of parent bodies in the early Solar system [https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2020GeCoA.290..366L/abstract].

    鉴于这些研究的结果,已经清楚地清楚地提出了“脉冲”方法(动力学撞击和伴随短期材料喷射的所有类型的爆炸)都不会有效地解决小行星偏转问题。这种内部结构将完全阻挡作为整体小行星的动量输送,类似于完全无弹性的碰撞。因此,由于冲击或表面/地下/遥控爆炸引起的冲击波衰减并足够快地消散,浪费其在加热和再分布的不同大小的岩石碎片的所有能量。因此,不依赖于小行星的外部和内部属性的方法成为优先级。

    截至目前,基于系统分析,可以明确结论,使用高度浓缩的阳光,将Neo与“天然火箭”转换为具有强大的喷射的局部小行星消融,是符合以下所有标准的唯一方法:最强大的推动推进,可扩展性,全球威胁尺寸和任何类型的危险机构以及相对低的成本和环境友好性。在上述书中也考虑了该方法,但仅作为慢速推挽缓解技术,受到常规镜的限制。

    然而,从那时起,人们提出了一个改进的太阳能聚光方法的概念,并对其进行了论证[https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11038-012-9410-2],消除了这些主要缺点。这个中推缓解概念(参见演示视频)https://www.youtube.com/watch?v=9u7V-MVeXtM)包括使用一种创新类型(透镜式操作)的光收集镜,从而提供足够的推力(大约103 N或更多),而无需考虑燃料和能源的问题,从而在最短的预警时间(一年或更短)内使大型近地天体发生偏转的可能性。此外,它不受不可消除的基本(自然)限制和禁止,不像所有其他“非脉冲”方法,既不有效(如果不是不真实的),也不能扩展,甚至能够摧毁全国范围的小行星。

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