改变用途的通信卫星可以帮助拯救人类免受小行星撞击

改变用途的通信卫星可以帮助拯救人类免受小行星撞击

根据欧洲航空航天公司空中客车公司的一项研究,如果太空岩石威胁地球,用于电视广播的大型卫星可以快速轻松地重新用作小行星偏转器。

这项研究是一项名为快速动力学偏转 (FastKD) 的任务概念的一部分,是由欧洲航天局(ESA)委托进行的,作为其努力的一部分,为某天肯定会发生的世界末日情景做准备(即使那一天可能会发生)在很遥远的未来)。

位于 22,000 英里(36,000 公里)高度的所谓地球静止轨道上的电信卫星以与地球自转相匹配的速度环绕地球,因此看起来永久悬浮在某个区域的上方。这些卫星通常非常大,就像一辆小型巴士。它们可能重 4 到 6 吨,这会给它们足够的力来影响接近的太空岩石的轨迹。

尽管如此,正如在空中客车公司领导 FastKD 研究的 Albert Falke 告诉 Space.com,它可能需要 10 个这样的航天器在短时间内击中 1,000 英尺(300 米)宽的小行星才能充分改变其轨迹避开这个星球。

一应俱全

“这些电信平台除了又大又重之外,还以相当高的频率建造,”法尔克说。“这意味着我们可以期待它们在 [卫星制造商] 的集成设施中随时可用。这是我们可以认为理所当然的事情。”

例如,据SpaceNews 报道,2019 年,全球商业卫星运营商订购了 15 颗地球静止卫星。

在空中客车公司探索的情景中,如果天文学家探测到一颗小行星与地球发生碰撞,世界各地的所有卫星制造商都将不得不开始将他们目前正在建造的电信卫星转化为反小行星武器。所有这些任务都必须在大约一个月内发射才能在大约同一时间到达小行星。

卫星撞击地球岩石的综合效应可能只会改变其轨迹一两英寸,但如果在预期撞击之前足够长的时间完成,这足以将其推离轨道并防止灾难发生。

“[此类任务成功的]瓶颈将是火箭,”法尔克说。“我们认为我们可以在一个月内在全球范围内推出大约 10 到 15 次。”

所需准备

空中客车公司选择了可用的技术,而不是完全从头开始建造新的航天器,原因很简单:天文学家可能只会提前不久发现一颗与地球发生碰撞的小行星。偏转任务可能需要 6 到 18 个月的时间才能达到目标,这可能只剩下大约 6 个月的时间让工程师准备好飞船。

“在过去的几十年里,小行星的探测有了很大的改进,”法尔克说。“有大量的观测计划,主要是由 NASA 推动的。所以所有大小为 1 公里(0.6 英里)和更大的小行星都应该是已知的。但当然,有些在过去无法观测到,因为它们的轨道是六到八年,他们最后一次接近可能是在这些望远镜安装到位之前,”他补充道。

法尔克补充说,理论上有可能在明天发现一颗具有威胁性的小行星,距离与地球的毁灭性遭遇只剩下几个月的时间。一些较小的天体,例如 2013 年的车里雅宾斯克小行星,它引发了冲击波,在俄罗斯造成约 1,200 人受伤,可能会完全被忽视。

为了能够在轨道上执行拯救地球的任务,电信卫星必须配备一个特殊的模块,以实现深空通信以及接近小行星所需的导航和制导。这些模块还有待开发。理想情况下,它们将被提前建造和测试,并在紧急情况下做好准备。

“我们确实需要就如何制作这种偏转模块并将其放在电信平台上制定具体的计划,”法尔克说。“然后,在将这个偏转系统放在发射台上之前,我们需要进行非常快速的鉴定和测试活动。”

大面积破坏

福尔克认为,人类应该做好准备。如果一颗 1,000 英尺(300 米)宽的小行星,如空中客车研究中所设想的那样,撞击欧洲中部的某个地方,它将在整个大陆造成广泛的破坏。

“这样的撞击会产生冲击波、火灾风暴和地震,”法尔克说。“很多物质会被抛到大气中,然后远离撞击区。我认为整个欧洲都必须撤离,所有的动植物都将在这种情况发生后的几个月和几年内被摧毁一种影响。”

Falke 谨慎地说,直径大于 1,000 英尺(300 m)的小行星是否仍然可以使用这种方法偏转。但这是一个重要的问题。大约 6000 万年前导致恐龙灭绝的小行星据信直径至少为 6 英里(9.6 公里)。

“如果小行星变得更大 [超过 1,000 英尺],它会变得更加困难,”法尔克说。“但好消息是,这么大的物体会提前很长时间被知道,所以我们有时间做好准备。”

人类似乎比恐龙处于更好的位置。世界上第一个小行星偏转实验定于明年进行,届时NASA 的一项名为 DART 的任务预计将撞上一颗小行星卫星 Dimorphos,它绕着一颗更大的小行星 Didymos 运行。目标是用 270 磅(600 公斤)的航天器改变 520 英尺(160 米)宽的 Didymos 的轨道。

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