科學家利用爆炸性X射線測試核爆來襲小行星的可行性
彗星和小行星的軌跡如果太接近地球,就會對地球造成威脅。美國桑迪亞國家實驗室的研究人員利用核爆產生的X射線瞄準真空中兩個直徑12毫米的人造小行星,結果顯示,X射線脈衝使小行星表面氣化並改變了它們的運行軌跡。
進一步論證顯示,這種核子撞擊策略或能使直徑約4千公尺的近地天體偏移。該技術或將用於小行星防禦任務。相關研究發表在23日《自然·物理》。
向太空發射核彈,將小行星擊離軌道或徹底摧毀,這個概念聽起來可能並不陌生,這要歸功於無數科幻電影的普及。但是,由於太空中缺乏大氣層,核彈的威力大打折扣,因此這個想法並不容易實現。現在,桑迪亞國家實驗室的研究人員想出了一種新方法來彌補這個缺陷。
桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratories)的研究人員在《自然-物理》(Nature Physics)雜誌上發表了這項研究,他們使用一種被稱為”Z機器”的東西模擬了核爆對小行星材料的作用力。這台房間大小的機器是世界上最強大的脈衝功率裝置,能夠提供甚至能融化鑽石的高強度電力。
透過向氬氣中噴射巨大的電流,Z 機器產生了類似太陽表面的超熱等離子體。這種等離子體還能發出強大的X 射線輻射脈衝,其威力可媲美太空核爆炸。然後,研究人員用這些X 射線轟擊微型小行星樣本並模擬其效果,模仿用核武偏轉真實小行星的情景。
在模擬過程中,他們用極薄的箔片將矽石製成的微小模擬”小行星”懸浮在靶艙內。當機器發射時,箔片立即氣化,使二氧化矽樣品在一瞬間處於不受重力影響的失重狀態。樣品表面的物質也蒸發了,產生的噴流推動樣品向後移動。
整個過程產生的數據被敏感儀器捕獲。利用這些數據,研究小組可以模擬更大的小行星在實際核爆的衝擊波和熱量作用下會如何移動或碎裂。
摩爾說:『對大多數人來說,小行星的危險似乎遙不可及。但我們的星球每天都會被BB大小的小行星撞擊。我們稱它們為流星。我們不想等到一顆大的小行星出現,然後再去尋找正確的方法使其偏轉。
當然,這仍然是非常初步的想法。真正的小行星並非僅由二氧化矽構成,它們是礦物混合物,有時甚至是在重力作用下聚集在一起的碎片群。在我們認真討論發射核彈作為可行的小行星防禦計畫之前,研究人員還需要進行更多的模擬,以考慮這些複雜性。
還有很多原因可以解釋為什麼核爆小行星可能是個糟糕的主意,會讓情況變得更糟。爆炸可能會把一塊大石頭炸成更小的碎片,但仍會對地球造成毀滅性的破壞。
不過,由於Z 機器的參與,至少現在科學家有辦法有系統地測試這些概念,而無需每次都執行耗資數十億美元的太空任務。