Können wir einen Asteroiden zerstören, indem wir ihn drehen?

In einem YouTube-Video Colonizing the Solar System, part 2: the Outer Solar System sagt Isaac Arthur, ein YouTuber und auch Physiker, so etwas wie „ Sie drehen einen Asteroiden nicht wegen künstlicher Schwerkraft, weil er dadurch wegfliegen wird “ . .

In nicht wenigen Fällen erklärt er auch, wie einfach es ist, einen Asteroiden zu graben, da es sich eher um lose zusammengehaltenen Staub und Trümmer als um etwas Festes handelt. So,

  1. Warum zerfällt ein Asteroid nicht zu Staub, sobald er in die Erdatmosphäre eintritt?
  2. Können wir einen Asteroiden nicht drehen, um ihn zu pulverisieren?
  3. Was ist mit dem mechanischen Mahlen, wenn Schleudern keine Option ist? Wenn es so weich ist, würde das bedeuten, dass wir sicherlich mäßig kleine Raumschiffe schicken können, die in wenigen Jahren einige Kubikkilometer schleifen können?
Übrigens zerbrechen die Asteroiden normalerweise, wenn sie in die Atmosphäre eintreten – und explodieren oft durch extrem schnelle Erwärmung. Dennoch sind die Kräfte, die dazu führen, dass der Asteroid auseinandergerissen wird, im Vergleich zum Luftwiderstand und seiner kinetischen Energie klein genug, dass sich der Asteroid in einen relativ kompakten Meteoritenschwarm verwandelt.
Es wird angenommen, dass die meisten Asteroiden Trümmerhaufen sind. Aber nicht alles.
Einen Asteroiden zum Drehen zu bringen, wäre wie eine Schüssel mit M&Ms zum Drehen zu bringen, auf welches M&M würden Sie Schub anwenden?
Sie können die Schüssel mit M&M's tatsächlich schneller drehen lassen, indem Sie einen Teil der M&M's weiß sprühen. Sie wählen die Seite basierend auf der aktuellen Drehachse und dem Sonnenstand aus. Kleine natürliche Albedo-Schwankungen können tatsächlich dazu führen, dass Asteroiden auseinanderbrechen. Siehe den YORP-Effekt .
@EdwinBuck Man darf die Trolle nicht füttern ...

Antworten (3)

Nicht wirklich. Wenn sich ein Asteroid, der eine lose Ansammlung von Trümmern war, drehen würde, würde er auseinanderfallen. Die Frage ist, wie bringt man es zum Drehen? Und würde es trotzdem was bringen?

Um es zum Drehen zu bringen, müsste man einen asymmetrischen Schub anwenden. Das Problem ist, wenn Sie dies tun können, wird es höchstwahrscheinlich nur den Bereich betreffen, in den Sie stoßen, und dennoch den Hauptkörper des Asteroiden intakt lassen.

Eine einfachere Lösung wäre mit ziemlicher Sicherheit die nukleare Option. Bei einer losen Ansammlung von Steinen sollte das Graben einfach genug sein, platzieren Sie einfach die Atomwaffe in der Mitte des Haufens und sie würde ziemlich effektiv zerstreuen. Dies wäre um einiges einfacher als der Versuch, den Stein zu drehen und mehr Energie zu verleihen. Die Menge an Energie, die erforderlich ist, um etwas in die Luft zu jagen, wird als Gravitationsbindungsenergie bezeichnet . Es genügt zu sagen, dass eine 100-MTonnen-Bombe einen 10-km-Asteroiden kaum in die Luft jagen könnte. Das ist die größte Atomwaffe, die jemals gebaut wurde.

Und die interessantere Frage, würde es etwas nützen? Das ist wirklich schwer zu sagen, aber die Antwort ist wahrscheinlich nicht. Ein einzelner dichter Asteroid wird die Erde größtenteils intakt treffen, was lokal schwere Schäden verursachen würde, aber wahrscheinlich keinen globalen Schaden, es sei denn, der Felsen wäre riesig. Eine lose Ansammlung von Objekten, die überall auf der Erde aufschlagen, oder noch schlimmer Staub, könnte ein anderes Problem verursachen. Wenn all dieser Staub auf die Atmosphäre treffen würde, würde er wahrscheinlich dort oben bleiben. Es ist sehr schwierig, Dinge aus der oberen Atmosphäre nach unten zu bringen, daher könnte jeder Staub, der so hoch gelangt, jahrelang dort oben bleiben. Dies könnte zu einem massiven Abkühlungsereignis führen, ähnlich einem vulkanischen Winter . Das könnte weltweite Auswirkungen haben. Beachten Sie, dass eine große Staubmenge erforderlich wäre, um diese Art von Problem zu verursachen, nämlich 60 TonnenStaub gelangt täglich in die Erdatmosphäre. Wenn beispielsweise an einem Tag über eine Million Tonnen Staub in die Atmosphäre gelangen würden, würde dies wahrscheinlich Probleme verursachen. Wenn Sie es stattdessen in eine Reihe kleinerer Steine ​​​​umwandeln, kann der Wirkungsbereich erheblich vergrößert werden. Anstelle eines großen Ereignisses können Sie ein Dutzend kleinerer Ereignisse haben, aber insgesamt den Zerstörungsbereich vergrößern.

Fazit ist, das Beste ist, den gesamten Stein herauszuholen. Wenn Sie das nicht tun können, dann sind Sie wahrscheinlich besser dran, es sei denn, Sie haben genug Zeit, um eine weite Trennung der Felsen in der Größenordnung von einer Million oder mehr Meilen zu ermöglichen, und Sie sind wahrscheinlich besser dran, wenn Sie den Stein intakt auf die Erde treffen lassen. Wenn Sie die Möglichkeit haben, etwas zehn oder sogar hundert Jahre im Voraus zu tun, ist es möglicherweise machbar, es zu zerstreuen, aber ansonsten ist es am besten, das Ding vollständig auf einmal zu verschieben.

Ich weiß sehr wohl, dass das Brechen eines Asteroiden keine Lösung ist, aber bedenken Sie, dass wir über einen Zeitrahmen von 50 bis 200 Jahren sprechen, um mit einem Asteroiden in der Größe des Aussterbens (5 bis 30 km) fertig zu werden, und wir werden wahrscheinlich so etwas wie Ionentriebwerke oder Laser verwenden, die die Oberfläche verdampfen des Asteroiden, der Schub erzeugt, also wirklich langsame Beschleunigung. Ich spreche von einer Alternative zum Schwerkrafttraktor und ähnlichen Technologien
"Dies könnte ein massives Abkühlungsereignis verursachen, ähnlich einem vulkanischen Winter" - außerdem wäre die Wolke dank unserer Bemühungen radioaktiv.
Ich glaube nicht, dass Sie es sogar langsam und vorsichtig drehen können. Sobald es sich so weit dreht, dass es nicht mehr zusammenhält, haben Sie eine sich drehende Ansammlung von Steinen, aber sie sind immer noch durch die Schwerkraft gebunden. Die einzelnen Teile drehen sich selbst, also funktioniert das Laserding nicht mehr und Sie können es nicht schneller drehen. Sie werden also gleich wieder zu einem Asteroiden verschmelzen.
"Wenn all dieser Staub auf die Atmosphäre treffen würde, würde er wahrscheinlich dort oben bleiben": ähm, nein. Dieser Staub trifft mit zig km/s auf die Atmosphäre und verbrennt. Meteorschauer bestehen aus verglühenden staubgroßen Partikeln.
Das stimmt zwar, aber der verdampfte Staub würde immer noch in der oberen Atmosphäre verbleiben, was Probleme verursachen könnte, wenn er in großen Mengen von einem zerstörten Asteroiden aufgenommen würde. Kleine Mengen sind kein Problem, täglich treffen 60 Tonnen Staub auf die Erde. Eine große Menge könnte jedoch einige ziemlich ernste Probleme verursachen.

Tatsächlich könnte ein Asteroid (bis zu einem gewissen Grad) durch Drehen zerstört werden. Ich mag die Idee. Es würde sich im schlimmsten Fall in zwei Hälften teilen und die beiden Hälften würden sicher an beiden Seiten des zu vermeidenden Ziels vorbeigehen (z Zentrifugalkraft).

Die Methode, es zum Drehen zu bringen, wäre gyroskopisch (ein sehr schnell drehendes kleines Gewicht, das gezwungen ist, seine Achse allmählich zu ändern, würde eine entgegengesetzte Drehung des Asteroiden verursachen, wenn die Wiege des sich drehenden Gewichts daran befestigt wäre. Theoretisch mit nicht viel Kraft, die Asteroid könnte dazu gebracht werden, schließlich eine hohe Drehzahl zu erreichen.

Was wäre also schwieriger? Einen Sprengstoff zusammen mit Bohrausrüstung zur Oberfläche des Asteroiden transportieren oder ein Gyroskop schicken? Die Sache mit der rotierenden Zerstörung ist, dass sie wahrscheinlich zuverlässiger wäre, da Sprengstoffe getroffen und verfehlt werden können. Andererseits, wenn der Asteroid aus Eisen wäre, würde er der Zerstörung so oder so widerstehen. Ein weiteres Problem ist, wenn sich der Asteroid bereits auf einer ungünstigen Achse dreht....

Um ein sehr schweres Objekt wie einen Asteroiden mit hoher Drehzahl drehen zu lassen, würde viel Energie benötigt. Das ist grundlegende Physik. Um es mit wenig Kraft zu tun, würde es sehr lange dauern.
@Uwe, ja hängt natürlich davon ab, wie groß der Asteroid ist. Die in einem Schwungrad gespeicherte kinetische Energie ist jedoch enorm. Die grundlegende Physik schreibt auch vor, dass ein Kilogramm am Rand des Schwungrads, das sich beispielsweise mit 500 Meilen pro Stunde (am Umfang) dreht, eine "massive" Kugel ist. Wenn Sie die Achse ändern, auf der sich das Schwungrad dreht, muss all diese kinetische Energie irgendwohin gehen. Wenn Sie also wiederholt 1 kg mit 500 Meilen pro Stunde auf den Rand eines Asteroiden schießen, um ihn nicht zu drehen, dann haben Sie Recht, Sie brauchen einen kleineren Asteroiden!

Asteroiden werden eine Sammlung von Objekten unterschiedlicher Größe sein, von Staub bis hin zu vielleicht sehr großen Brocken. Einige können solide sein, aber sie werden wahrscheinlich Risse haben und wurden keiner strukturellen Inspektion unterzogen. Also "dreht man keinen Asteroiden".

Das Drehen eines Asteroiden kann ihn in (verschieden große) Brocken zerlegen, aber je nach Zweck sollten Sie die Wirkung von Schrotkugeln im Vergleich zu festen Schnecken berücksichtigen. Eine einzelne Schnecke wird eher verfehlt.

Drehen erfordert Energie. Eine MENGE Energie für asteroidengroße Massen und jede signifikante Spinrate, zusätzlich zu der Energie, die für die Ablenkung aufgewendet wird. Wenn Sie einen Asteroiden ablenken möchten, scheint es mir, dass dies als Ganzes weniger teuer ist.

Schleifen erfordert eine enorme Menge an Energie. Haben Sie jemals Eiswürfel in einen Mixer gegeben und gehört, wie der Motor nach unten schleppt oder stehen geblieben ist? Und das ist nur Eis, das zerbricht. Wenn Sie Zweifel haben, setzen Sie eine Schutzbrille auf, nehmen Sie einen Hammer und einen großen Stein und versuchen Sie, den Stein in kleine Stücke zu zerlegen. Vielleicht möchten Sie auch einen Gehörschutz.