当然,人类与恐龙之间的最大不同是:它们没有一个太空计划。
你一定对电影中的这些情节比较熟悉:一颗数英里宽的小行星被发现,它的轨道与地球相交而且正在向地球撞来。如果我们不采取行动,它会将我们统统干掉。勇敢的英雄们挺身而出,宇航员、油料装配工(oil rigger)、军人组成一支强大的队伍。他们奋勇地飞入太空,降伏了巨大的撞击者,把它炸为碎片,在众多被惊呆的人们的注视下,碎片如细雨般散落,我们得救了。
看起来很英勇,但有一个问题:这是不现实的。
实际上,电影中的很多情节都有问题。因为不能保证用核武器就一定能把小行星摧毁。大量小行星富含铁元素,向它们发射一颗核弹只能给它们热热身。
即使一个由岩石组成的小行星,也不一定就会被一颗核弹炸碎。如果它确实很大,一个核弹不可能对它产生多大伤害;这取决于小行星的密度。
一些小行星已被查明密度很低,起初人们像你读到这里时一样困惑。岩石的密度大约是每立方厘米2~3克(大概每立方英寸1盎司,是水的密度的2~3倍),但有些小行星的密度比这个低。比如,一颗名为253梅西尔德(253 Mathilde)的在火星和木星之间绕日运行的小行星的密度为每立方厘米1.3克左右。它肯定具有类似泡沫塑料的结构。那会是什么样子呢?
当人们最初通过太空探测器近距离观察小行星时,发现它们身上布满了陨石坑。很显然,小行星们曾互相残杀:它们相互碰撞,以致伤痕累累。如果一个小行星被剧烈撞击,它就会爆炸,彻底分解。但如果它所受到的撞击稍微轻一点,它就不会爆炸,撞击的振动会把它击碎,就像用锤子轻敲一个水晶球。小行星自身的引力会把碎片聚在一起,但是布满了空隙和裂缝。实质上,它变为一团悬浮的碎石堆。
如果人们试图用核武器攻击这种物体,会发生什么情况呢?
来自美国科罗拉多州波尔得(Boulder)西南研究所的小行星专家丹·德达(Dan Durda)努力寻找答案。他发现,有关小行星的科技文献中没有太多研究小行星实际材料的实验记录,因此他着手加以补充。他找到一些来自小行星的陨石:一个密度很高、很坚固;另一个是有孔的,和253梅西尔德很像。
他带着样本来到位于加利福尼亚的美国国家航空和航天局(NASA)的研究中心,那里有一把让该中心引以为自豪的不同寻常的“枪”:它能利用压缩空气发射出每秒数千米的“子弹”。德达把他那坚硬的样本作为靶子固定好,然后以每秒5千米的速度向它发射一枚射弹。如大家所料,这颗陨石被炸成数百块。
之后他把那个透气的陨石放在靶子上,当被射弹击中,陨石包容了这个射弹却没有碎。
德达问道:如果一颗如上述第二种类型的小行星撞向地球,该怎样阻止它呢……如果我们以一个非常高的速度发射类似的东西试图击碎它,会出现什么情况呢?如果在它周围放置一颗小的核弹以试图击碎它,会出现什么情况呢?是否会像人们通常设想的那样反应呢?
“在你面前放一块砖,拿起一个锤子,用力砸下去,砖被砸碎,碎片飞溅……那是人们在谈到击碎小行星时通常想到的情景。”
“但如果拿一个沙袋,用同样的锤子重击它,并不会起到什么作用,顶多发出‘砰’的一声,仅此而已。”
对于我们来说,这无疑是个坏消息。一个碎石堆非常善于吸收破坏力。因此,一颗核弹不可能摧毁它。如果我们发现这样一颗小行星冲着我们飞来,对它展开的攻击不会有什么作用,只能看着它一路“得意地”笑着,直至撞到我们。
实际上,很多科学家正在反思用核武器攻击入侵的小行星究竟好不好。击碎一个入侵者的一大弊端就是:即使我们能办到,也只会使它分身为数以千记的小个的潜在入侵者。这听起来可能比之前的情况(一个巨大的小行星整个撞来)要好些,但就算是一颗1码宽的小行星,也可以轻而易举地摧毁一座城市。许多小个入侵者同时撞来同样会产生灾难性的后果。尽管爆炸强度会弱一些,但分布却更广;虽然避免了对一个地区造成的重创,但破坏被分散到世界各地。
德达列举了击碎小行星的一种危害:“我们可以分析一下如此大小的小行星的构成……它所含的氯和溴足以破坏我们的臭氧层。因此,小行星是以一个整体一下子进入,还是被击碎成上百万个碎片后如雨点般射入并气化在我们的大气层中,已无关紧要。那些非常危险的物质已被存放在脆弱的大气层里了。”
这样,既然没有办法阻止它,让一些更小的小行星撞击地球可能会好些。
这显然是不能令人满意的,尤其是对于那些正好处在“靶心”位置的人们。
应该还有其它的解决办法。
一种办法是向小行星附近“空投”一枚炸弹。然后,在距离小行星几百码远的地方引爆炸弹。爆炸会产生巨大的热能,使得小行星表面的一部分物质蒸发。蒸发的物质迅速膨胀,对小行星产生推动力(就像火箭点火一样),使它发生位移。
这个位移不会很大,但在太空中也不需要很大:推动力可以累加。如果引爆数枚炸弹,就可以产生足够大的推动力,使得小行星产生明显的移动。只要移动得足够充分,小行星就不会与地球相撞了。而且这种方法的一大优势是:它对碎石堆也同样有效。
不过,这种办法也存在一些弊端。首先,人们需要有足够长的准备时间。小行星离得越远,为了避免它与地球相撞而需要对其轨道进行的干预的可能性就越小。大部分专家认为,提前1年发出警告较为充分,当然,2年更好,一个世纪最理想。这种办法对于较易推动的个头小的小行星效果最好,但个头小的小行星也更微弱,更难发现,准备时间更短,更不允许出现错误。而且,向一颗小行星准确地发射炸弹并不容易,要连续发射2枚甚至更多就难上加难。
还有一个问题:基本不可能确切知道爆炸究竟会如何影响小行星运行的轨道。通过这种办法,可以使小行星与我们擦肩而过,也有可能把它推到一个在绕日运行一周后又与地球相交的轨道上。
看看99942阿波菲斯(99942 Apophis)吧。它是一颗轨道与地球相交、大约25米宽的小行星,是一个潜在的撞击者。以它的大小和重量,如果撞到地球,会产生非常大的破坏,其威力相当于引爆9亿吨TNT炸药(数倍于曾经引爆过的威力最大的核武器)。据估算,阿波菲斯将于229年4月13日经过地球,虽然不会有碰撞的危险,但是届时它将离地球非常近,甚至比很多气象和通信卫星更接近地球表面。
值得注意的是,与地球的亲密接触会影响这颗小行星的轨道,而具体情况将取决于229年它离地球到底有多近。实际上,宇宙中有一些被称作“锁眼”的区域,如果阿波菲斯经过那里,它的轨道将正好调整到与地球相交,也就是说,在下一轮(236年)与地球相撞。这个“可爱”的区域并不是很大,但就我们目前掌握的关于阿波菲斯发展轨迹的知识还不足以完全阻止它经过那里。虽然经过的概率很小(约为1/45),但针对它的调查研究还是必须进行的。
假如阿波菲斯真的正好经过锁眼,将会怎样?留给我们移动它的时间是七年(236-229=7)。一个更好的办法是从根本上解决问题:阻止它经过第一个锁眼。如果在229年之前着手对付阿波菲斯,我们几乎不用推动它;计算显示,只要使它的飞行速度变化一丁点儿(几千分之一英寸/每小时)就能奏效。你可能会想,一枚发射精准的核弹就能解决问题。
不幸的是,这样不行。锁眼不止一个,而是数十个、上千个。第一个锁眼只是在阿波菲斯转过一圈后影响它,但其它锁眼可能会在1年、12年或者2年后又把它带回来……引爆炸弹并不能拯救我们,只能争取一些时间:我们不能保证是把它移到安全的轨道上了,还是部分、整个地送到另一个锁眼里了。
控制作用后的轨道成为关键的一环,引爆一枚核武器并不能解决所有问题。我们需要更多的关于引导小行星的好方法。