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楼主的说法有合理的地方,也有不合理的地方。
合理之处在于,如果有直径10千米的直径撞击地球,我丝毫不怀疑会对地球表面的生态圈造成毁灭性的灾难。6500万年前,很有可能是因为一颗直径为10千米小行星的撞击,导致一次生物界的大灭绝,才有了今日哺乳动物的兴盛。
不过不合理的地方也不少,一是对彗星大小的估计。不知道楼主知道几颗彗星的名字?很可能只知道一颗哈雷。毫无疑问它是最有名的彗星,为什么有名?因为它亮。为什么亮?因为彗核比较大。到底多大?15*8千米的一个直径。差不多也就是10千米出头的直径。最有名的彗星业已如此,自然不消说其他更小的彗星。彗星的直径大约在几百米到十余千米这样一个范围,若有一个五十千米的彗星,只要能走到火星轨道。毫无疑问,世纪大彗星。
其次是对于地球大气消耗陨石物质的能力。一般来说,直径超过100米的陨石就能够在大气将它摩擦完全之前,落入地面。还记得1908年的通古斯大爆炸么?主流的观点认为是一颗一千米左右的冰陨石撞击所致(当然,世界未解之谜的书籍会尽力隐藏这一事实,否则谁还去买呢?)。有一颗1千米左右的陨石撞击,就足以引发部分区域的灾难。倘若地球大气有如此雄厚的实力,能够完全摩擦掉5千米以下的天体。谁还去炒作阿波菲斯,或者图塔蒂斯呢?前者400米直径,后者4.2千米的直径。
其三的问题在于,如果撞上,那是非常可怕的。但关键问题是,撞不上。地球的直径是1.2万千米,绕太阳公转的速度是30千米每秒。只需要400秒,也就是几分钟的时间,就能在空间上移到另一个位置。不妨来玩一个游戏,让楼主从木星轨道投一块陨石,想要击中地球,有多少困难?动的比飞都快,而且投出去的石头不是直线运动,会被各种天体引力摄动,是一条歪歪扭扭的运行轨迹。哈雷彗星的回归周期是多少?很多人都能脱口而出,76年。真的如此么?从历史的记载来看,回归周期在76-79年之间。就是因为行星引力摄动所致,能够导致整整三年的偏差,而地球运行到另一个位置,只需要八分钟!或许用三国杀来做个比方吧,这个游戏相当于楼主出了一张杀,但是地球装备了几十个八卦盾,慢慢去判定吧。对了,你不是马超,也不是黄忠,没有青钢剑,也没有贯石斧。可能杀到天荒地老,海枯石烂,还掉不了一滴血。
最后是在于人类干涉的问题。能不能成功的干涉一颗直径100千米的小行星,我不敢打包票。好在对地球轨道有威胁的,没有这么大的天体。目前媒体炒作的,最大的也就4.2千米的图塔蒂斯,还是从690万千米之外“擦过”。对一颗直径只有几千米的小行星,简单得很。最粗鲁的方法,发射H武器,钻入小行星内部,直接炸了(或许常规武器也没问题),如果这样,我挺期待能看到一场精彩的流星雨。但是最有可能的干涉,不必摧毁,如同打桌球一样,发射一个撞击器,使之稍稍给变轨道,给地球留下八分钟的时间即可。这样做,简单高效也安全不少。
总而言之,地外小天体对于地球的威胁是存在的,而且一旦撞击,后果可能挺严重。不过撞上的概率太小,几百万年人类的历史,没有干涉的能力,也没见什么大号的小天体撞击地球来着。况且到了21世纪,人类已经有了干涉的能力了呢?媒体的炒作,就是为了炒作而已。或许有一些崇高而简单的初衷,但是被浮躁的社会和受众,早就歪曲的不成了样子。
明日还会继续,不必杞人忧天。
彗星的结构、成分和运行
彗发是彗星的发光大气,一般近于球形,大致对称地包围着彗核;彗发的中央部分,即彗核附近最亮,离彗核越远越暗,一直延伸到很远,直到“淹没”于天空亮度背景中。所以要确定彗发的半径有多大,各观测者的回答是不一样的,因为它与天空亮度有关,例如是否有月亮,月相如何,它的地平高度多少,是否接近银河,观测地点的大气情况等等,也和观测仪器的性能及观测方法有关。所以测量起来还是比较复杂的,但是它毕竟还是有一定大小的。
彗发的大小和亮度随彗星走近太阳而增加。大约离太阳为1.5天文单位彗发达到最大,一般直径在几十万到上百万千米。如,哈雷彗星的彗发直径为29万千米,1882Ⅱ为60万千米,1881年出现的大彗星,直径为180万千米,比太阳直径(139万千米)还大。
据光谱分析,彗发中含有中性气体(分子和原子)、尘埃颗粒和冰颗粒,这些都是从彗核中蒸发出来的。颗粒散射太阳光(各波长都有散射),形成连续光谱,而各种气体则在太阳辐射激发下,各自发射特定波长的辐射。如用通过相应波长那种颜色的滤光片去观测彗发,所看到的是该种气体在彗发中的发光情况,就称为该种气体的彗发。如,氰(CN)分子彗发、碳(Ca)原子彗发、钠(Na)原子彗发、羟基(OH)彗发、氢(H)原子彗发——即氢云。在连续光谱波段则观测到尘埃彗发。各种物质成分在彗发中的分布是不同的,因而相应彗发的大小也是不同的,而且随距离太阳的远近呈复杂的变化。气体分子从彗核中蒸发,向外喷出的速度一般在每秒1-3千米,而氢原子的蒸发速度较高,每秒约为10千米。根据1970年以来从空间的远紫外(波长1216埃的氢原子La发射)对几颗彗星的观测,氢云的半径可达1千万千米左右,但有的彗星没有观测到氢云。
1968年比利时天体化学家德尔塞姆提出,从彗核中抛出的低速物质,成分是冰颗粒,当它们包围在彗核附近时,就形成“冰粒晕”。因冰颗粒反射太阳光的能力很强,所以在彗星离太阳还很远时就看到它了。这时称它为“光复核”或“假核”,它的半径为几百千米。较大的有1万千米,如伯恩哈姆彗星(1960Ⅱ)和贝内特彗星(1970Ⅱ)。彗核附近如有冰粒晕,有时会影响对彗星亮度的估计。如科胡特克彗星(1973Ⅶ)就是一例。这颗彗星是1973年进入内太阳系的,西德汉堡天文台的卢博斯·科胡特克于3月7日用照相的方法在长蛇座发现了它,当时的亮度为16等,离太阳的距离为7亿5千万千米,是1973年发现的第6颗彗星。它在12月,28日过近日点时,从地球上看离太阳只有15角分,所以从地面上不能观测到它。过近日点后,于1974年1月15日,它转到太阳的另一边,位于宝瓶座,离太阳约40°,是观测的较好时机。天文工作者对它的轨道计算得虽很精密,但对它的亮度计算得就不太精确了。因对亮度的计算采用的是经验公式,对多数彗星大体上适用。当时也估计到了可能对这颗不适用,因为这是有先例的,如1953年有1颗彗星,经估算它在过近日点前后会非常明亮,而实际上它却逐日变暗,还没有运行到近日点就怎么也看不见了。由于科胡特克彗星在发现时受“假核”影响,估计它将会十分明亮。有人又把它加上一些生动的描写,好奇心很使人们欢欣鼓舞。在国外,有的航空公司准备了观测的飞机,机票事先已销售一空。但到时用肉眼根本看不到,很是失望。不过,这次天文工作者却获得了丰富的观测资料,在它的彗发中第一次发现了甲基氰(CH3CN)和氰化氢(HCN)两种有机分子。
2061年,哈雷彗星将再次归来,人类能否将探测器装在哈雷彗星上?
一说到彗星,大家脑海中肯定立刻浮现出了它拖着长长的、明亮的尾巴划过天空的情景。多数太阳系内的彗星都来自于遥远的柯伊伯带,然后被太阳的引力吸引,部分彗星会绕太阳周期运行。所以也有不是周期运行的彗星了?下面我会介绍的。
彗星在古代被称为“扫帚星”,早在3000年以前商周时代,中国就有过关于彗星的记录,《春秋》中记载说:“鲁文公十四年,秋七月,有星孛入北斗。”这颗彗星就是哈雷彗星。古代人们由于对彗星不是很了解,觉得它那长长的尾巴很诡异,便认为彗星的降临是灾难来临的前兆。而现在我们知道,彗星只是宇宙中的一种天体。下面就来说一说彗星的运行周期吧:
哈雷彗星的轨道就是椭圆的,因为它会周期性地回归到地球和太阳“身边”,所以是周期彗星。同时,它也是短周期彗星,因为它的运行周期是76年,周期是少于200年的。不过,运行周期最短的还是要属恩克彗星了,它的公转周期只有3.2年。那么长周期彗星呢,就是公转回归周期大于200年的彗星。比如,海尔波普彗星就是一颗长周期彗星,每2500回归太阳一次。它上次回归的时间是在1996年4月,下次它再回来和人类见面的时间就在4380年左右了。那个时候,不知道我们人类的 科技 水平发展的如何了呢?
而非周期彗星就不同了,抛物线轨道和双曲线轨道彗星,它们一生只接近太阳一次,以后就再也不会回来了。
彗星结构分为彗头和彗尾两个部分,而彗头又是由彗核和彗发两部分组成。彗核是彗星的主要部分,占整个彗星质量的70%左右。组成成分有冰、一氧化碳、二氧化碳、碳氧化合物和氢氰酸等。它看上去像一个“脏雪球”。彗发包围在彗核外面,是一层雾状气体。它的主要成分有氢气、羟基、氧、钠、氰化氢和甲基氰等。它们都是气体,密度在每立方厘米一克左右。
那么彗星的体积有多大呢?由于彗星运行周期性地接近太阳,离太阳近时它表面物质受太阳风的影响,所以物质比如冰和水,是会蒸发减少的。也就是说彗星的体积是不固定的。接近太阳时,彗星会被太阳风吹出长长的彗尾,所以彗尾都是背对着太阳的,最长的彗尾有2亿多公里长。
彗星的寿命有限,它每次接近太阳一次受太阳风的影响,质量都会减少一次。这样下去,彗星终有一天会消失殆尽。 我们最熟知的哈雷彗星,据科学家推测,它的寿命只有100万年左右的时间了,还能再绕太阳运行3千周。不过100万年这个时间对人类来说还是挺长的了,我们无需一定要想那么远。哈雷彗星的运行周期是76年,到2061年,它就又会和我们见面啦。
在太阳系中众多的小天体中,哈雷彗星可以说是非常有名了,这颗彗星每隔76至79年就会靠近地球一次,每当到了这个时候,地球上的人类仅凭肉眼就可以看到它。哈雷彗星上一次靠近地球是在1986年,根据天文学家的预测,2061年,哈雷彗星将再次归来。
哈雷彗星就像是太阳系中的一辆“观光车”,并且它的运行轨迹还很有规律,是可以预测的。这不禁令人好奇,当哈雷彗星再次归来时,人类能否将探测器装在哈雷彗星上,然后像搭乘“观光车”一样去探索宇宙深空呢?
人类有能力将探测器装在哈雷彗星上吗?早在1986年的时候,人类就陆续发射了“韦加一号”、“韦加二号”、“Giotto号”等多个探测器对哈雷彗星进行了抵近观测,而到了2004年,人类甚至还发射了一个以登陆彗星为目标的探测器——“罗塞塔号”。
“罗塞塔号”的登陆目标是一颗被命名为“楚留莫夫-格拉希门克”(Churyumov-Gerasimenko)的彗星,在经历了漫长的飞行之后,“罗塞塔号”于2014年8月6日与“楚留莫夫-格拉希门克”彗星会合,同年11月12日,“罗塞塔号”携带的“菲莱登陆器”成功地在这颗彗星上实现了受控状态下的软着陆。
由此可见,人类早在2004年就已经拥有了在彗星上着陆的能力,而哈雷彗星再次归来的时间则是2061年,所以我们可以相信,当哈雷彗星再次归来时,人类的相关科技早已发展得非常成熟,完全有能力将探测器装在哈雷彗星上。然而“能不能做”是一回事,“值不值得做”又是另一回事了。
将探测器装在哈雷彗星上,其实并没有我们想象中的那么有价值在日常生活中,当我们需要搭乘观光车时,观光车总是会停下来等我们,但哈雷彗星却不会停下来等待人类的探测器。
或许有人会说了,既然哈雷彗星的运行轨迹是可以预测的,那我们只需要让探测器事先等待在哈雷彗星的“必经之路”上,等到哈雷彗星到达时直接挂在它上面,这样不就可以了吗?答案是否定的。
根据1986年的观测数据,哈雷彗星到达近地点的速度约为33千米/秒,到达近日点的速度约为55千米/秒,如果我们让探测器“原地等待”,就相当于让探测器以如此高的速度与哈雷彗星碰撞,实际上,在探测器与哈雷彗星接触时,即使两者的速度只相差1%,探测器也无法承受如此高速度的碰撞。
因此可以说,人类想要探测器装在哈雷彗星上,首要条件就是要让探测器与哈雷彗星的速度和运行轨道非常接近,最好就是让它们彼此之间的相对速度为零,并且运行轨道完全重合。
实现这个目标大概可分为三步:1、探测器发射升空;2、探测器前往与哈雷彗星的预定交汇点,并在此过程中精准调整自己的运行轨道以及速度,以便探测器在到达预定交汇点时,能够与哈雷彗星保持同步运行;3、在到达预定交汇点之后,探测器在哈雷彗星上着陆并完成后续的固定工作。
需要注意的是,上述的第3步完全没有必要,这是因为太空中的阻力完全可以忽略不计,如果探测器的速度和运行轨道都与哈雷彗星相同,那么就算不把探测器装在哈雷彗星上,它同样也会沿着与哈雷彗星相同的轨道运行。
也就是说,只要人类愿意,随时都可以发射一颗与哈雷彗星的速度和运行轨道相同的“人造彗星”,哈雷彗星能去哪里,这颗“人造彗星”就能去哪里,根本就不需要等到2061年哈雷彗星再次归来的时候。那为什么人类不发射这样一颗“人造彗星”呢?原因就是这样做没有多大的价值。
哈雷彗星的远日点和近日点分别为35.1AU、0.586AU(注:“AU”为天文单位),最远也就能到达冥王星的公转轨道附近(注:冥王星的近日点约为30AU)。
哈雷彗星的轨道周期为76至79年,就算单程减半的话,它从近日点到远日点也需要30多年的时间,时间拉得太长了,相对而言,人类直接向太阳系外围发射的探测器所需要的时间就要短得多,比如说人类于2006年发射的“新地平线号”探测器,只花了大约9年半的时间就抵达了冥王星附近。
再说了,太阳系中的天体密度比想象中的要稀疏得多,很可能哈雷彗星在完成了一个公转周期之后,都不会靠近一个有探测价值的天体,也就是说,就算人类发射了一颗与哈雷彗星运行轨道相同的“人造彗星”,也大概率不会有什么有价值的收获。
这也就意味着,如果人类将探测器装在哈雷彗星上,那这个探测器很可能也只能帮助人类更好地了解哈雷彗星本身,而在过去的日子里,人类已经通过各种观测方式(包括前文提到的抵达观测)对哈雷彗星已经有了较为全面的了解,因此单独向哈雷彗星发射一个探测器,也没有太大的价值。
小结综上所述,当2061年哈雷彗星再次归来时,人类是有能力将探测器装在哈雷彗星上的,但由于这样做并没有太大的价值,因此届时的人类很可能不会这样做。
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