太空版彩球槍

太空版彩球槍

研究人員為了發現和阻止可能威脅地球的小行星,設計了一種太空版彩球槍,以發射彩蛋的原理,來給小行星染色,和改變其運行軌道,以保護小天體物對於撞擊地球所產生的威脅。

設計背景

計算機模擬景象:小行星撞擊地球。這正是此次最新的方案中試圖阻止的事件計算機模擬景象:小行星撞擊地球。正是此次最新的方案中試圖阻止的事件。

在可能威脅地球的小行星里,顏色較淺的小行星反射陽光,根據天文觀測,一顆直徑1480英尺(約合451米),重量達270億噸的太空石塊將在2029年左右接近地球,隨後會在2036年再次飛抵地球附近區域。

研究人員們相信隨著時間的推移,光子撞擊這些小行星表面反彈時產生的輕微推力累加之後將會形成一股足夠大的力量,從而將小行星推離威脅地球的軌道。但是如果遇上的是一顆由暗色物質組成的小行星,就可以直接發射一顆大彩蛋把它漆成白色。

設計方案

發射裝置,染色方案

構想藉助給小行星染色達成改變其軌道的目的。構想藉助給小行星染色達成改變其軌道的目的。

研究者認為只要時機得當,使用一艘飛船從近距離進行兩次“彩蛋”射擊便可以在一顆小行星的正反面都塗上白色油漆,從而使其反照率提升一倍。油漆“彩蛋”擊中小行星的一瞬間,撞擊力就會讓小行星偏離原有軌道,隨著時間推移,來自太陽光光子的微弱推力將會進一步加大這一偏移量。

經過計算認為要想對這顆小行星實施“粉刷”方案將大約需要用到5噸油漆。隨後根據這顆小行星的自轉周期計算出發射“彩蛋”的時機。第一發瞄準小行星的正面,而等到小行星轉過一圈之後再發射第二發。將小行星的背面也塗上塗料。

當這種“彩蛋”擊中小行星表面時,其內部的塗料就會飛濺開,在小行星表面塗上厚度約為5微米的一層塗料。經過計算之後,估算認為太陽光的光壓作用將需要大約20年時間將這顆小行星推離和地球相撞的軌道。

使用傳統火箭將這種彩蛋送入太空可能並非最理想方案,因為發射時巨大的衝擊力可能會讓裡面的液體崩裂出來。因此,構想了一種方案,在太空中組裝這些彩蛋,比如在國際空間站上,隨後飛船可以從國際空間站上出發,攜帶一定數量的彩蛋去攻擊小行星。

這種彩蛋內部也並不一定只能填入顏料。比如,其內部可以填充入氣霧劑顆粒,當將其向著小行星“開火”時,擴散的氣霧劑雲霧將增加小行星前進的阻力並使其減速,從而改變其軌道。

其他方案

有一些方案提議發射撞擊器或者飛船來和小行星迎頭相撞以迫使其偏離軌道,其中歐洲空間局近期便在實際考慮研究這種撞擊方案。

其它的方案還包括在小行星附近引爆一顆核彈,或者發射一艘飛船,利用萬有引力原理,將飛船本身作為引力源,引導小行星逐漸偏離軌道。

設計者

孫武佩(音譯:SungWookPaek)是美國麻省理工學院航空航天學院的一位研究生,他認為:或者就僅僅把小行星塗成白色,這樣從地球上就可以更加清晰的追蹤到它。所以,這一方案還有著其它的用途。

孫武佩有關這一方案的論文獲得了2012年度“小行星推離技術論文競賽”的一等獎。

相關研究

小行星推離技術論文競賽是由聯合國“空間新一代諮詢委員會”主辦的,旨在在學生和年輕人群體中間徵求富有創造性的應對來自空間問題的方案。孫武佩在2012年10月於義大利那不勒斯召開的國際天文學大會上提交了他的報告。

2012年的這項聯合國賽事舉辦的目的是尋找一種安全有效的排除近地小天體威脅的手段,其中就包括小行星。科學家們已經構想了很多種手段來避免發生小行星撞擊的事件。

事實上,孫武佩的“彩蛋”方案是基於去年競賽的得主構建的,那個方案建議使用一團固體子彈雲去轟擊小行星迫使其改變軌道。孫武佩在此基礎上對其進行了規模壓縮,那就是在小行星表面上塗上油漆,並藉助太陽的光壓作用改變小行星軌道。

研究人員之前已經發現太陽光壓可以造成地球同步衛星軌道的偏移,還有人提出可以在飛船上安裝太陽帆,從而像帆船那樣在空間中航行。在他的方案中,孫武佩將小行星阿波菲斯作為測試其理論的對象。

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