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一颗直径2公里彗星冲向地球,我们的核武器拦截能不能将其毁灭?

2020-09-18 23:31阅读(80)

一颗直径2公里彗星冲向地球,我们的核武器拦截能不能将其毁灭?:一颗直径2公里彗星冲向地球,我们的核武器拦截能不能将其毁灭?彗星是太阳系内随着距离太阳远近

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一颗直径2公里彗星冲向地球,我们的核武器拦截能不能将其毁灭?

彗星是太阳系内随着距离太阳远近不同,而呈现不同云雾外观的一类特殊星体。在古代就有许多关于彗星目击的记载,当时由于观测和认知条件的限制,将托着一条长长尾巴的彗星,看作是一种不祥的预兆,我想这还得“归功”于彗星独特的面貌,与其它星体产生强烈的反差,给古人造了强烈的视觉震撼。随着近现代以来人类太空观测技术和相关航空航天事件的发展进步,对彗星的认知也有了极大的提升,其实彗星也是太阳系内非常正常的一种天体形态。它们从太阳系外缘飞向太阳系内部,甚至向着地球飞来,在一定程度上有着撞击地球的风险,那么以当下的技术条件,能否通过核武器拦截的方式将来击毁呢?

彗星的起源

关于彗星的真正起源是什么,科学界至今尚未形成统一的共识,一方面是它们的组成、轨道形状和运动规律与其它星体均有着明显的差异,另一方面彗星只要是围绕太阳进行周期性运行,就会产生物质的大量消耗甚至消失,目前对彗星的物质补充机制和新老交替机制还没有确切的定论。目前关于彗星的起源,主要有以下几种猜测:

  • 来自太阳系外围的柯伊伯带以及边缘的奥尔特云。那里有众多的彗星群,受到太阳引力影响,向着太阳系内运行,最终被太阳的引力所捕获,成为周期性彗星。

  • 来自太阳系以外的宇宙空间。受到其它恒星和太阳引力的综合作用,进入太阳系内部,一部分被木星引力弹出太阳系,还有一部分留在了太阳系内部。

  • 来自木星以及其它气态行星的周围。这里有着众多的冰冷气体、星际尘埃和冰晶物质,在木星引力的推动下互相碰撞结合形成彗星。

随着人们对太阳系观测技术的不断提升和探测领域的不断拓展,科学家们对彗星的起源,越来越倾向于第一种,即来自太阳系外围和边缘,在其它恒星的引力作用下,呈现非周期的运行方式,而当运行到太阳系内部时,在太阳引力和其它行星引力的综合作用下,一部分被引力弹弓效应甩出太阳系之外,还有一部分被引力作用牵引,由非周期性向周期性转变,从而成年绕着太阳运行的周期性星体。

彗星的结构

彗星的结构通常可以包括两个主要部分,即彗头和彗尾。其中:

  • 彗头又包括彗核和彗发两个部分,而彗核是彗星的重要组成,主要成分为石块、铁、冰晶、固态二氧化碳、氨气、甲烷、尘埃等众多物质混杂在一起,人们形象地称之为“脏雪球”,它是形成彗发和彗尾的物质基础。

  • 彗发也是彗星的固有组成结构,是围绕在彗核周围的雾状物质的组合体,是由于彗核物质的部分蒸发所致,主要成分是氢气、一氧化碳、氧气、以及羟基、氨基化合物。

  • 彗尾则是由太阳风吹拂作用形成的,太阳风的速度约为300-500公里每秒,对靠近它的彗星产生巨大的排斥推力,当彗星向太阳靠近时,一般是3亿公里以内,太阳风和太阳辐射会将彗发中的物质吹开,才能形成比较明显的彗尾,其组成物质与彗发大致相同,但是物质的密度极其稀薄,有的彗尾长度在彗星接近太阳时最长可以达到上亿公里。

由于彗星中的彗发和彗尾中的物质,都来源于彗核的挥发,挥发出去的物质则永远地被释放到行进路线中的宇宙空间中,因此在考虑彗星的大小和质量时,仅以彗核的体积和重量来衡量。彗星的质量,与经常侵扰地球的小行星相比,总体来看比较偏小,有的彗核仅为几百米,平均也就在几公里左右,像非常有名的哈雷彗星彗核直径10公里左右的还是比较少见的。周期性彗星每绕太阳运行一周,其彗核中的物质就会在太阳辐射和太阳风的作用下,散失1%左右,因此彗星相较于小行星来说,寿命要短得多。

改变彗星轨道或者摧毁彗星的可行性

由于进入太阳系的彗星,都会因为万有引力作用使得其运行呈现一定的周期性,我们根据这个周期,可以将彗星划分为短周期彗星和长周期彗星两大类,其中短周期彗星绕太阳运行一周的时间在200年以内,比如哈雷彗星的周期为76年,迄今为止我们发现周期最短的彗星为恩克彗星,其周期仅为3.3年,短周期彗星在已发现的彗星中占比约为20%。另一类为长周期彗星,其周期在200年以上,很多长周期彗星我们迄今只观测到一次。

从时间上看,由于进入太阳系的彗星运行具有很强的周期性,根据它们的运行规律,为我们计算它们的运行轨道、在特定的时间内计算它们的位置提供了科学依据,也为利用科技力量改变它们的运行轨道、或者摧毁它们提供了必要的时间储备和理论支撑。

从彗星密度来看,彗星最致密的部分为彗核,但是与小行星相比,彗核的组成也非常松散,每立方厘米的重量仅为1克左右,组成彗核物质之间的结合力明显比小行星要小很多,这也给利用外力击散彗星内核提供了一定的可行性,操作起来要比摧毁小行星容易得多。

制约利用核弹摧毁彗星的难点

虽然相较于小行星,摧毁彗星的难度要小很多,但是也会存在着以现有技术很难实现的瓶颈问题,主要表现在:

  • 发射导弹拦截的难度很大。主要是由于彗星的运行速度很快,基本上都在每秒300公里以上,而我们目前速度最快的导弹也仅为每秒10公里左右,与彗星运行速度相差太大,这就给导弹发射的时机选择、速度控制带来了很大的挑战。

  • 彗星有效拦截面太小。虽然从外观上看彗星所涉及的空间范围很广,但绝大部分都是由稀薄气体和尘埃物质所组成的,只有极小的部分是彗核,还隐藏在彗发之中,体积平均下来也仅为几公里甚至百米级别,在高速运动过程中,如果精准地计算出有效拦截面实施精确打击,是需要突破的一大技术难题。

  • 深空爆破的效果可能不明显。由于宇宙深空中的气体密度非常之低,而核弹的伤杀力主要依靠冲击波,在宇宙空间中由于形成不了冲击波,因此这一优势体现不出来。另外,在非常高的速度的加持下,彗星虽然质量较小,但是总动能依然很大,即使我们能够精确地定位到彗核区域实施精准爆破,但要改变彗星轨迹或者突破彗核的结合能,需要的核弹数量估计会有许多颗,如何将这些核弹同时发射、同时定向、同时爆破也是很大的问题。

  • 近地爆破的潜在威胁很大。假如我们选择在彗星降入大气层之后再进行精准爆破,虽然使彗核组成物质分解的成功率会高出很多,但是对爆破之后的碎片大小、质量分布、碎片重新坠落方向等就带有很强的不可控性,在极短的时间内很难实施再次精准多向跟踪爆破,因此,对于因碎片对人类和地球生态带来的潜在威胁,很难保证使其处于可控范围。

总结一下

由于彗星结构和运行具有与其它星体不同的特殊性质,给了我们可以利用核弹进行爆破的可能性。但是由于现有技术条件的各种限制,我们在核弹发射、精准跟踪、有效爆破拦截以及深空冲击波威力无法实现等方面存在不可避免地瓶颈,而在近地拦截上又由于时间的限制,对于击碎后的彗星碎片无法进行精确计算,将有很大的几率带来不可控的风险和威胁。

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只有在外太空想办法改变它的飞行轨迹了,绝对不能进入大气层,更不能让它“冲向地球”,那样地球人将如同恐龙一样灭绝。

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处理一颗像世界末日一样大小的小行星向地球冲来的最好方法是把它炸成碎片。

首先,行星保护专家(真实的东西)说将一颗致命的小行星推入更安全的轨道会简单得多。但是新的研究表明粉碎小行星非常非常困难。

摧毁一颗10公里宽的小行星有多难?


要粉碎一颗小行星需要什么?这个问题的答案很重要——但与其说它对地球生命的未来意味着什么,不如说它很重要。相反,它有助于我们更好地理解小行星的样子,以及当小行星相互碰撞时,它们是如何随着时间演变的。

虽然我们知道小行星主要由铁和岩石组成,但我们对它们的表面和内部组成的数据有限。任何岩石对破坏的脆弱性高度依赖于其表面存在多少裂缝、孔隙。

破碎、裂开的岩石是一件复杂的事情。当裂缝在表面形成时,它们都在相互作用。这些众多的裂缝扩散和形成的速度有助于确定岩石的弹性。所以预测碰撞将如何改变或变形太空中的岩石是一个非常复杂的过程。

撇开这些限制不谈,摧毁一颗小行星将非常困难——几乎不可能。即使有一颗小行星朝地球飞来,为了炸毁它而向它发射全世界的核武库也没有多大意义。

我们估计需要相当于200亿吨梯恩梯的能量才能完全摧毁一颗直径20公里的小行星,(这大约是两倍小行星的估计大小或者被认为杀死了恐龙的彗星。但是有一些证据地球被撞击了被一颗巨大的20公里长的小行星撞击。)

200亿吨梯恩梯(炸药)含有大约相当于1000万枚广岛原子弹的能量。它的能量也比先前估计的摧毁这么大的小行星所需的能量多10倍。(这一新的估计考虑到了小行星撞击时在表面形成的小裂缝之间的复杂相互作用,这实际上使物体更耐撞击。)


人类创造的最强大的炸弹具有50兆吨的爆炸当量。要消灭一颗20公里宽的小行星,你需要4000倍的能量。但即便如此,你也不能发射4000枚核武器来摧毁小行星。这种能量需要以特定的动量传递(也就是说,运动局限于特定的质量)。也就是说:你可能需要将4000枚最强大的核弹的威力限制在一枚射弹中。

当一颗大的小行星被一颗小行星撞击时,重力会将大部分小行星聚集在一起。

当一颗小行星被击中但没有被摧毁时,一件有趣的事情发生了,那就是碰撞后飞出的大部分碎石最终通过重力被拉回到小行星完整的核心。我们可以很好地找到那些表面松散附着有碎石的小行星(因此很容易开采)。


好消息是,对地球生命构成生存威胁的小行星每50万年或更长时间才撞击一次。即使是140米宽的小行星也能摧毁城市和地区,每10,000年撞击一次。

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谢谢邀请:

直径2公里慧星撞向地球,没等它落入地球已经燃烧完了,由下落速度决定的,人类不必恐慌!




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这个提问不简单:下管地来上管天:彗星必定不粘土:世人想吃豹子胆:彗星看是2公里:炮弹功能差得远:劝君不可费枉心:决心只是偿狂言:有志也可移泰山:休想搬倒大自然。看好自己也不错:保重身体有平安:我说这话你不信:先把瘟疫病毒铲:小小事情办不到∵凭啥战胜大自然:人命只是一口气:善德过好每一天:牢记平安就是福、破坏规律伤黄泉。

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这棵直径及体积2公里的慧星,以每秒几十公里速度撞击地球之际,中美俄三大航天大国联手,以保护地球人类安全为重任,严阵以待,布设在太空的所有预警卫星已锁定慧星飞行轨迹,并与地面大型天文望远镜胁同跟踪,选择最佳摧毁角度和距离进行核摧残,时间已进入攻击倒计时:频幕显示5-4-3-2-1发射,中、美、俄三国一齐同时向太空射出三枚威力500万吨核导弹,随着一声巨响,成功地在距离地球25万公里太空击将来袭的慧星一举击碎。避免人类灾难,其极少部分慧星小碎片坠入太平洋,基本对地球基本无影响。因此,如果慧星撞地球,以人类现在的科学能力,还是能够防御的。

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你有这个想法很好,只是没有让你这么做的可能性……

你的这种奇想,是否有点类似于特朗普总统说的:用核武器打掉飓风。

我们说,一颗直径2公里彗星冲向地球时,已经是非常大的灾难了,你此刻用核武器打彗星,带来的危险是毁灭性的,彗星加上核武器的爆炸,让地球难以承受这双重打击。

不得不说,这是情急之下,拍脑袋的应急办法吗?

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不用拦截如果真冲向地球,那是老天爷用外力调整地球被人类破坏的结构?光靠地球很难自身调整和补充地球物质,用这不大不小但冲击力恰到好处、强力撞击地球内部就会发生改变,只有借外力地球自我调整才是自然界的鬼斧神工你说呢?!

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就人类现在掌握的科学技术水平而言,无法使用任何武器对来袭地球的天体进行拦截,包括核武器。

所说目前美、俄、中三国都具备对弹道导弹的中段拦截、末端拦截能力,但是依旧无法拦截冲向地球的彗星,尽管它有2公里这么大。

这是因为防空导弹对来袭目标的拦截能力被局限在10马赫以内,一旦目标飞行速度超过了这个速度,防空导弹就很难命中了。

比如说美军部署在韩国的“萨德”防空系统,它的全称为“末段高空区域防御系统”,主要针对来袭的中程弹道导弹和洲际弹道导弹。

该系统的拦截弹最大射程为400公里,最大射高180公里,可以对处于返回大气层飞行阶段的弹道导弹实施拦截。

但是拦截窗口只有10分钟,因为弹道导弹在返回大气层阶段的飞行速度还未加速超过10马赫,如果在第一轮拦截中导弹未能命中,那就只能眼睁睁看着来袭导弹飞向目标了。

因为弹道导弹一旦进入大气层以后,速度就会超过防空导弹的拦截极限——10马赫!这就是为什么说我国的东风-17弹道导弹基本无解的原因,它在末端飞行阶段的速度将会超过27马赫,世界上没有任何一种防空导弹能够对它实施拦截。

直径为2公里的彗星撞向地球时的飞行速度有多快呢?答案令人咋舌——约29.97公里/秒,相当于88马赫!相信除了激光炮以外,没有什么武器能够对它实施拦截了。

那么问题就来了——既然常规武器无法实施拦截,能不能使用威力巨大的核武器进行拦截并将其毁灭呢?我们从以下几点来分析。

下图为部署在韩国的美制萨德反导防空系统,它是世界上最先进的中段拦截导弹系统,可以对来袭的中程、洲际弹道导弹实施中段飞行拦截,但是拦截极限只有20马赫,一旦目标飞行速度超过这个速度,那么它将失去拦截能力。

武器摧毁目标的前提是命中

士兵手中的枪械是如何在战场上消灭敌人的呢?相信100%的读者都知道答案,即发射的子弹命中敌人。不仅枪械如此,火炮、导弹也是这样,无法保证命中就谈不上摧毁目标。

所谓“命中”在某些特定情况下也不是片面地解释为直接击中目标,当武器的威力足以在未直接命中的情况下能够确保摧毁,这样的打击也可以理解为命中。

比如说155mm榴弹炮,由于误差的存在,在对30公里以外的远距离目标实施打击时是很难保证直接命中的,因此为了达到摧毁的目的,只能将炮弹威力设计的足够大,以威力来弥补命中误差,从而达到摧毁目标的效果。

既然可以采用威力弥补命中误差,那么可不可以用核导弹对撞向地球的彗星实施拦截,用巨大的核爆威力将其摧毁呢?

答案是否定的,因为撞向地球的彗星属于高速飞行的空中目标,而目前人类的核导弹都设计为对地打击的地对地导弹,并没有防空能力。

我们用俄罗斯“白杨-M”洲际弹道导弹来例举:该型导弹最大射程12000公里,可携带8枚爆炸当量为55万吨的核弹头,命中误差为CEP±60米,单枚该型导弹一次投射可毁灭一个中小型国家。

发射时,火箭发动机首先将导弹送入太空轨道运行,然后进行箭-弹分离;接着载弹舱在太空轨道上变轨,调整姿态确保弹道与打击目的地重合;最后载弹舱与核弹头分离,核弹头按照载弹舱分配的弹道重返大气层扑向目标。

可见目前人类的核导弹都是用来自我毁灭的,并不具备进行防空作战的能力,因此无法做到命中撞向地球的彗星,就连在彗星附近爆炸,用威力弥补命中误差的能力都不具备。

不过世事无绝对,冷战时期美、苏两个超级大国倒是制造过专门用于防空的核导弹,不过这类核防空导弹的命中率实在是太低了,只装备了很短很短时间就迅速撤装。

那么有没有这样一种假设性设想获得成立呢?即使用现代先进的末端拦截导弹或者中段拦截导弹安装核战斗部,用威力巨大的核弹结合它们精确命中目标的特点相结合,这样一来就可以实现“威力弥补精度”的命中。

实事求是地讲,这样的设想是可行的,是成立的,但同时也是毫无意义的。

因为当彗星到达末端拦截导弹或者中段拦截导弹的最大拦截距离时,导弹的命中已经不能改变彗星撞地球的现实了。

假设拦截导弹的最大拦截距离为400公里,且拦截导弹也在这个距离点上命中彗星。但是此时彗星的速度已经超过了88马赫,即29.9公里/秒,400公里的距离只需要飞行13.3秒就能到达。

这就以为着即使导弹命中彗星,但是它的碎块依旧在13.3秒以后撞击地球。由于整块彗星被核弹炸碎,再加上核弹产生的核辐射,它对地球的危害只会变得更大,因此命中了、摧毁了也没有什么意义了。

下图为冷战时期美国研发的IM-99B型“波马克”防空核导弹,它采用液体燃料,最大射程为700公里,最大射高300公里,战斗部搭载一枚爆炸当量为10000吨TNT的AA-84型战术热核弹头(氢弹)。即便是这样的核武器命中彗星也无济于事,10000吨当量的威力对于速度达到29.9公里/秒的巨大彗星而言简直就是挠痒痒,而其他威力巨大的弹道导弹则完全不具备防空功能,无法发挥拦截作用。

正确使用核武器处理“彗星撞地球”的方法

既然无法使用导弹搭载核武器拦截和摧毁撞击地球的彗星,那是不是说当“彗星撞地球”发生时,人类只能听之任之呢?显然这是不可能的,因为这关乎着全人类的生死存亡。

企图用核武器将来袭的彗星毁灭是一种很不现实的做法,这是由核武器的杀伤方式所决定的。

核武器生产杀伤力的方式是核爆炸,而核爆炸的杀伤力对目标的杀伤方式为冲击波、热辐射、光辐射、电离辐射(放射性杀伤)。

其中冲击波是主要的杀伤方式,我们可以这理解核爆威力:冲击波造成的杀伤效果是其它杀伤方式的总和。

如果我们用核武器在大气层内攻击彗星,受距离的制约,这样的攻击是没有意义的;如果在太空中发起攻击,那么核武器的威力将会大打折扣。

这是因为太空是真空环境,无法像在大气层内那样通过空气传导冲击波,这就意味着核武器的主要杀伤方式被制约了,因此用核武器直接毁灭来袭彗星的想法很难实现。

正确的处理思路应该是这样的:预警→统筹→处置。

具体的处理方法是这样的:第一、预警,人类很早以前就建立了空间预警系统,可以通过太空望远镜、探测卫星发现来袭天体,再根据计算机的推演,计算出来袭天体的飞行轨迹,从而判断来袭天地的飞行轨迹是否与地球重合,从而为人类提供70年的预警期。

第二、统筹,处置一个直径为2公里的来袭天体已经超过了任何一个国家的能力范围,所以必须动员全球人类开展处置行动。

这就需要专家们展开调查,提供有力证据来确保说服世界上有能力的几个主要国家首脑,这个统筹过程耗时不会低于5年。

接下来开展国际合作,制定协作方案、行动方案、研发大威力核武器、研发重型运载火箭、研发探测卫星、培训行动人员等等庞大工程,这个过程耗时不会少于10年。

第三、处置,首先使用重型运载火箭向来袭彗星投射探测卫星,需要在预计轨道上按一定距离投送数量不等的探测卫星,为下一步行动提供更精确的导航、通信支持。

接下来以每年一次的速度向来袭彗星投送大威力核武器,将核武器按照设计以每20公里安装一枚的密度为来袭彗星安装10枚爆炸当量为5000万吨TNT的氢弹,利用氢弹组同时爆炸时产生的5亿吨TNT当量威力做为瞬时推力,把来袭彗星推离原轨道,这个过程耗时10年。

这才是使用核武器处理“彗星撞地球”的正确方法,核武器的作用不是毁灭它,而是改变它的飞行轨道,从而避免地球受到撞击。

下图为成功降落在格拉西门克彗星上的欧洲空间局“菲莱”号着陆器,尽管“菲莱”号已经失联,但是这一成功着陆彗星的创举证明人类是具备将核武器安装在来袭天体的能力,只要预警时间充裕,往来袭彗星上装10个大威力核武器是可以实现的。

综上所述我们可以得出这样的结论

第一、一颗直径为2公里彗星冲向地球,我们不能用核武器拦截将其毁灭,因为彗星的飞行速度超过了搭载核武器的防空导弹的拦截能力极限,防空导弹无法做到高空命中超高速飞行的目标。

第二、防空导弹即便能够在400公里的高空搭载核武器命中彗星也起不到拦截的作用,因为彗星在29.9公里/秒的飞行速度下只需要13.3秒就撞击地球了,命中了也没有意义。

第三、正确的使用核武器处理“彗星撞地球”的方法是提前预警,然后开展国际合作,在彗星表面安装大量大威力核武器,利用核爆威力迫使其改变飞行轨道,从而达到避免撞击的目的,而不是将其毁灭,目前人类不具备毁灭一颗直径为2公里的天体的能力。

结语

“彗星撞地球”并不是危言耸听,地球就曾经因为彗星撞地球而导致过数次物种灭绝,近几个世纪一来,与地球擦肩而过的天体不不在少数,而那些直接撞击地球的小型天体更是不计其数。

所以诸如“彗星撞地球”这样的灾难风险是客观存在的,题主提出的这个问题也不是假设性的,而是我们在未来某一时刻需要认真面对的现实。

也许真的到了那个大难临头的时刻,核武器才会真正的实现“和平利用”。

下图为正在投掷氢弹的前苏联图-95“熊”式战略轰炸机,这枚氢弹的型号是AN602,外号“沙皇炸弹”,设计威力为5000万吨TNT当量,实际威力超过了7000万吨,爆炸时产生的蘑菇云直径达90公里,是人类历史上威力最大的核武器,没有之一。它曾经被设计用于战争,如果真的发生“彗星撞地球”,那么通过10枚AN602型氢弹同时爆炸的所产生的威力就足以迫使彗星改变轨道,届时核武器就达到“和平利用”的目的了。

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这是不可能的!因为慧星虽然是由雪花构成、质量很轻,但体积宏大,核武器对于它的攻击,无疑是杯水车薪……

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