Was ist unsere planetare Verteidigungsfähigkeit gegen ein Objekt, das Leben auf der Erde zerstört?

Zuerst ein kleiner Exkurs zu Kometen : Die Koma oder "Haare" (das ist die wörtliche klassische griechische Übersetzung) des Kometen ist in der Tat sehr, sehr lang, aber es ist auch unglaublich dünn (nicht dicht). Noch wichtiger ist, dass das gesamte Material in der Koma durch den Sonnenwind vom Kometen weggeschleudert wird; Es ist nicht so, dass uns der Komet treffen wird, gefolgt von all dem Schweifmaterial. Der Kern des Kometen hat im Allgemeinen einen Durchmesser von einigen zehn Kilometern.

Genauer gesagt, was zählt, ist nicht so sehr das Volumen oder die Zusammensetzung des Objekts als seine Masse. Masse ist das, was es schwierig machen wird, damit umzugehen. (Es ist auch ein großer Teil dessen, was uns beim Aufprall weh tun wird. Geschwindigkeit spielt auch eine Rolle.)

Wenn man die von Ghedipunk bereitgestellte Verbindung verlässt , besteht die allgemeine Strategie nicht darin, den potenziellen Impaktor in die Luft zu jagen, sondern ihn abzulenken . Verglichen mit der Größe der Erdumlaufbahn sind die Erde und alle potenziellen Einschläger verschwindend klein, und es würde nicht viel von einer Kursänderung erfordern, damit sie einander verfehlen. Die Ablenkung ist im Verhältnis zur Größe des Zielobjekts einfacher und es ist viel unwahrscheinlicher, dass Fragmente abplatzen, die uns sowieso treffen werden.

Eine Möglichkeit, den Kurs zu ändern, ist durch einen Aufprall oder eine Reihe von Aufprallen eines Raumfahrzeugs. Die beiden Ideen, die die NASA zu verfolgen scheint, sind kinetische Einschläge – die Verwendung des Raumfahrzeugs selbst als Kugel – und Atomwaffen . (Was chemische Sprengstoffe betrifft, so vermute ich, dass sie keinen besseren Knall für die Tonnage erzielen als einfach mehr Treibstoff zu transportieren und das Raumschiff stärker zu beschleunigen.) Von diesen sind Atomwaffen um einiges leistungsfähiger und scheinen die zu sein Die einzige Sache, von der die NASA glaubt, dass sie einen Asteroiden mit einem Durchmesser von >1 km wahrscheinlich ablenken wird. Sie enthalten jedoch alle politischen Erwägungen, die Sie von Ausdrücken wie „Nuklearwaffen in den Weltraum starten“ und „Nuklearwaffen auf ankommenden Asteroiden zünden“ erwarten würden. Auch Bruce Willis könnte sich einmischen und Sie würden es nie ausleben.

Die andere Methode, den Kurs zu ändern, besteht darin, dies schrittweise zu tun. Der Gewinnervorschlag hier scheint der „ Schwerkrafttraktor “ zu sein, der im Wesentlichen darin besteht , ein Raumschiff über einen längeren Zeitraum (Jahre bis Jahrzehnte) sehr nahe an einen Asteroiden zu fliegen und seine Schwerkraft zu nutzen, um den Asteroiden sanft in eine bestimmte Richtung zu treiben. Der Vorteil besteht darin, dass, da kein Schub direkt auf den Asteroiden übertragen wird, seine Zusammensetzung und sein Massenschwerpunkt irrelevant sind; Diese Technik wird auf sogenannten „ Schutthaufen “ funktionieren„Das würde durch Aufprall oder direkten Schub brechen. Da die Stärke des Schubs so gering ist, haben die Operatoren außerdem eine sehr gute Kontrolle darüber, wo der Asteroid landet. Schließlich gibt es den Vorteil, dass Asteroiden abgefangen und ein Triebwerk umkreist werden Sie sind etwas, das wir getan haben , wenn auch nicht annähernd so lange wie erforderlich. Der Nachteil ist die Zeit, die erforderlich ist, sowohl um es früh genug zu erkennen als auch um sicherzustellen, dass Ihrem Raumschiff in dieser Zeit nichts passiert. (Mehrere Raumschiffe scheinen umsichtig zu sein, zusammen mit einem großzügigen Spielraum für Fehler.)

Eine dritte Option ist die Laserablation des Impaktors. Die Theorie dahinter ist folgende. Wenn ein Objekt von einem Laser getroffen wird, absorbiert ein kleiner Teil seiner Oberfläche die Wärme und wird normalerweise in Plasma umgewandelt. Dieses Plasma dehnt sich in alle Richtungen im Wesentlichen gleichmäßig aus. Das Plasma, das sich gegen das Objekt zurück ausdehnt, übt eine Kraft auf das Objekt aus. Daher kann der Laser verwendet werden, um das Objekt (sehr) allmählich in eine bestimmte Richtung zu treiben. Der Vorteil hier ist, dass der Laser auf der Erde bleiben kann, anstatt zum Asteroiden zu gehen (Raumfahrt ist energetisch sehr ineffizient ). Die Nachteile sind, dass es langsam ist, es wurde noch nie auf einem so weit entfernten Ziel demonstriert, und natürlich müssen Sie letztendlich eine riesige Laserposition im Auge behalten.

Beobachtung und Voraussicht ist alles

Es hängt alles davon ab, wie früh Sie es erkennen können. Dies verändert die Reaktion und die Erfolgsaussichten drastisch. Glücklicherweise ist die Orbitalmechanik im Allgemeinen gut verstanden. Wenn Sie also ein Objekt frühzeitig erkennen können, können Sie vielleicht sogar für Jahrhunderte vorhersagen, ob dieses Objekt wahrscheinlich die Erde treffen wird.

Die Früherkennung gibt Ihnen nicht nur mehr Zeit zum Reagieren, sondern hat auch den Vorteil, dass der Aufwand, etwas von einer Flugbahn abzubringen, bei weit entfernten Objekten viel geringer ist oder viel Zeit in Anspruch nimmt, um uns zu erreichen. Der kleinste Schubs hätte in kurzer Zeit minimale Auswirkungen, aber über einen längeren Zeitraum würde er eine viel größere Wirkung haben.

So:

• Wenn es groß und Jahrzehnte davon entfernt ist, die Erde zu treffen: Selbst der kleinste Anstoß würde seine Flugbahn im Laufe der Jahre verändern. Wenn wir (relativ) schnell handeln, können wir eine Sonde mit einem Nukleargerät darauf schicken (was wir bereits tun können) und sie dann zur Detonation bringen, um sie anzustoßen.

• Wenn es nur noch ein Jahr bis zum Aufprall auf die Erde ist: Je nach zu bewegender Masse müssen Sie die Leistung Ihres Geräts entsprechend erhöhen

• Wenn es nur noch ein paar Tage sind: Ihre Chancen werden minimal, Sie können alles tun, um die Auswirkungen zu verhindern, und Sie müssen sich möglicherweise auf Überlebensmaßnahmen einigen.

In allen Szenarien ist das Beste, was Sie tun können, es so früh wie möglich zu erkennen. Dies bedeutet grundsätzlich mehr Teleskope, die speziell kalibriert sind, um Objekte zu erkennen, die sich möglicherweise auf Kollisionskurs befinden, und Wachsamkeit. Das Nasa Planetary Defense Office und das damit verbundene Netzwerk von Teleskopen auf der ganzen Welt wurden genau zu diesem Zweck eingerichtet.

Bearbeiten - Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Nasa-PDO-Struktur wie folgt: Wie Sie sehen können, wird die überwiegende Mehrheit der Funktionen des PDO aus den oben genannten Gründen einfach beobachtet.

Ich kann die Originalquelle nicht finden, die meiner Meinung nach entweder ein NatGeo- oder PopSci-Artikel ist, aber hier ist eine Quelle, die einige (etwas verrückte) Asteroiden-Präventionsmethoden enthält. Hier werde ich einen Blick auf die verrücktesten werfen, die noch nicht erwähnt wurden.

ISS es

Wir können Asteroiden aufhalten, indem wir sie mit Robotern fressen. Die Idee ist ziemlich einfach: Roboter, die zum Asteroiden geschickt werden, können die Oberfläche zermahlen und die zerbrochenen Felsen in die andere Richtung ausstoßen. Der Massenausstoß wird die Größe des Asteroiden verringern, aber was noch wichtiger ist, er wird die Bahn des Asteroiden verändern. Mit genügend Vorwarnung kann der Asteroid in die Sonne gelenkt oder aus dem Sonnensystem geschleudert werden.

Male Es

Was macht man mit einem riesigen Asteroiden auf Kollisionskurs mit Ihrem Planeten? Machen Sie es festlich! Wenn Sie Farbe auf den Asteroiden gießen, wird das Sonnenlicht von der Oberfläche reflektiert. Dieser winzige Stoß kann den Asteroiden tatsächlich von seinem Kurs auf die Erde abbringen, aber diese Methode scheint viel langsamer zu sein als die erste. Trotzdem klingt es ziemlich cool, in das Teleskop zu schauen und einen Asteroiden zu sehen, auf dem „Kick me“ gemalt ist.

Ramm es

Im schlimmsten Fall ist es eine machbare Idee, ein Opfer-Spaceshuttle in einen entgegenkommenden Asteroiden zu rammen, auch wenn es nicht so cool ist wie die Antwort von @Muze. Eine bessere Option ist wahrscheinlich, ein Schiff auszusenden, um den Asteroiden zu treffen und ihm einen stetigen Abstoß vom Kurs zu geben, damit Sie sich nicht mit all den tödlichen Fragmenten auseinandersetzen müssen, die von einem plötzlichen Einschlag übrig bleiben.

Wenn wir einige Teile der anderen Antworten zusammenstellen und uns sehr speziell auf die Anforderungen der "aktuellen Technologie" des OP konzentrieren, haben wir tatsächlich ein sehr begrenztes Toolkit, mit dem wir arbeiten können.

Die Erkennung von Weltraumobjekten und Bedrohungen ist das erste und wichtigste Problem: Solange wir nicht wissen, dass sie kommen, können wir nichts dagegen tun. Es gibt mehrere Gruppen, die nach Objekten beobachten, die sich auf Erdumlaufbahnen befinden, der beste erste Schritt wäre, sie einer einzigen Organisation zu unterstellen, die eine kontinuierliche Überwachung sicherstellt und Lücken in der Beobachtungsfähigkeit identifiziert und schließt, entweder durch den Einsatz von mehr oder anderen Ressourcen (Teleskope die in der Lage sind, in verschiedenen Wellenlängen zu beobachten, Weltraumradare usw.). Dies könnte tatsächlich eine der Missionen der vorgeschlagenen US Space Force werden .

Sobald ein Ziel identifiziert ist, müssen wir einen Weg finden, es abzulenken. Da die Chancen stehen, dass das Objekt klein und dunkel ist und sich sehr schnell bewegt, kann es mit nur einem kleinen Reaktionsfenster erkannt werden. In diesem Fall kann die Verwendung einer Atomwaffe zum Erhitzen und Abschmelzen eines Teils des Objekts, um einen raketenähnlichen Schub zu erzeugen, um die Umlaufbahn zu ändern, die einzig mögliche Verteidigung sein. Wenn wir vorausdenken, ist es möglich, Atomsprengköpfe zu bauen, die einen Großteil ihrer Energie in eine schmale Richtung konzentrieren können, ähnlich wie ein konventioneller HEAT-Sprengkopf die explosive Energie von hochexplosiven Sprengstoffen in einen schmalen Strahl bündeln kann. Das Projekt wurde in den 1960er Jahren unter dem Namen CASABA Howitzer konzipiert. Vorgefertigte Sprengköpfe, die diese Prinzipien verwenden, werden die Energie einer nuklearen Explosion effizienter auf das Ziel fokussieren und können daher kleiner und für eine Rakete leichter zu tragen sein (oder mehrere Sprengköpfe tragen, wenn dies gewünscht wird).

Schließlich brauchen wir eine große und starke Rakete, um die Sprengköpfe zum Ziel zu bringen. Derzeit wäre die beste Option, sich an SpaceX zu wenden, um einen Falcon Heavy zu erhalten . Dies ist derzeit die größte und leistungsstärkste Rakete im Einsatz, die uns viele Optionen für interplanetare Umlaufbahnen zum Abfangen bietet, und ist auch die einzige Rakete, die im Wesentlichen am Fließband gebaut wird, sodass sie schnell bestellt und zusammengebaut werden kann, vorausgesetzt, niemand hat eine Rakete schon irgendwo im Standby.

Die Reihenfolge der Ereignisse wäre also, das Ziel zu beobachten und die Orbitalparameter zu berechnen. Bereiten Sie einen Vertrag mit SpaceX vor, um einen Falcon Heavy zu bauen und vorzubereiten. Die USAF oder andere Nuklearstreitkräfte bereiten einen oder mehrere Sprengköpfe auf einem Raketenbus vor, um sich mit der Falcon Heavy zu paaren, und bereiteten die Flugcomputer vor.

Sobald die Baugruppe zusammengebaut ist, wird sie unter der Kontrolle der Space Force gestartet , die sicherstellt, dass der Raketenbus zum Treffpunkt geführt wird, die optimale Zeit und den optimalen Ort zum Abfeuern des Gefechtskopfs auswählt und ihn aus dem Bus löst. Nach der Explosion finden Beobachtungen statt, und bei Bedarf werden Sekundärexplosionen durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Objekt weit genug vom Kurs abgebracht wird, um die Erde zu verfehlen. Der Raketenbus wird seine Umlaufbahn fortsetzen und, wenn bei der Mission keine Sprengköpfe verwendet werden, wahrscheinlich gezündet werden, um ihre Bergung irgendwann in der Zukunft zu verhindern.

Auf absehbare Zeit würde also eine Asteroidenablenkungsmission so aussehen.

Bearbeiten zum Hinzufügen (nur weil!): Der Start würde so klingen .

Triff ihn mit einem Asteroiden, solange er noch weit von uns entfernt ist.

Dazu müssten wir viel Vorlauf haben, wahrscheinlich Jahrzehnte. Aber angesichts der Größe des Schurkenmondes ist das vielleicht keine schlechte Annahme.

Wir würden die Umlaufbahn des Schurkenmondes um die Sonne mit Asteroiden vergleichen, die wir für beweglich halten und deren Umlaufbahnen wir anpassen könnten, um sie mit dem Schurkenmond zu schneiden. Wenn wir Glück haben und diese Wechselwirkung weit genug von der Erde entfernt stattfindet, könnten wir uns einer Mission unterziehen, um die Umlaufbahn des Asteroiden so anzupassen, dass er mit dem Mond kollidiert und dadurch die Kollision des Mondes mit der Erde vermeidet.

(Meine Antwort wird davon ausgehen, dass wir das erdzerstörende Objekt früh genug entdeckt haben, um die folgenden Lösungen implementieren zu können.)

Mit unserer derzeitigen Technologie haben wir zwei Möglichkeiten: zerstören oder ablenken.

Abhängig von seiner Zusammensetzung und Masse gibt es zwei Möglichkeiten, ein auf die Erde treffendes räumliches Objekt zu zerstören:

• Kinetischer Aufprall: Senden Sie eine Sonde auf einen Kollisionskurs mit dem Objekt, berechnen Sie die Umlaufbahn und den Aufprallwinkel, um die relative Geschwindigkeit zu maximieren und das Objekt in harmlose Stücke zu zerschmettern. Die Sonde muss genügend Masse haben, um genügend kinetische Energie zu sammeln, um dieses Ergebnis zu erzielen.

Die japanische Weltraumbehörde JAXA hat gerade erfolgreich eine Sonde in die Umlaufbahn eines 1 km breiten Asteroiden gebracht, der sich ziemlich schnell durch den Weltraum bewegt, drei Rover zu seiner Oberfläche geschickt, um ihn zu erkunden und zu fotografieren, und die Sonde wird in ein paar Jahren Proben von dem Asteroiden zurückbringen.

• Explosion: Wie oben, außer dass die Sonde mit einem starken Sprengstoff ausgestattet ist; aktuelle Pläne von Raumfahrtagenturen sehen einen Atomsprengkopf vor; um den größten Teil des Objekts zu verdampfen und sicherzustellen, dass der Rest in kleine Stücke zerlegt wird, die für die Erde ungefährlich sind und in der Atmosphäre verbrennen würden.

Es gibt auch zwei Möglichkeiten, ein erdzerstörendes Objekt abzulenken, abhängig von seiner Zusammensetzung und Masse:

• Der zerstörerische Weg: Senden Sie eine Sonde, um gegen das Objekt zu prallen oder zu explodieren, und schieben Sie es im Grunde aus dem Weg.

Der einzige Nachteil dieser Methode ist, dass Sie die neue Flugbahn im Moment nicht sehr genau vorhersagen können, obwohl „weg von der Erde“ für alle gut genug wäre, und es besteht die Gefahr, dass einige Trümmer immer noch auf die Erde zusteuern, vielleicht einige die groß genug sind, um einige Schäden anzurichten.

• Der zerstörungsfreie Weg: Landen Sie eine oder mehrere Sonden auf dem Objekt und verwenden Sie ein Mittel, um es wegzudrücken.

Der einfachste Weg ist, dass die Sonde ihre eigenen Motoren verwendet, um das Objekt sanft auf eine neue Umlaufbahn zu schieben. Mit konstanter Beschleunigung über einen bestimmten Zeitraum könnte ein Satellit sogar ein einen Kilometer breites Objekt von der Erde entfernen.

Eine andere Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, ein Sonnensegel an das Objekt zu schnallen und die Sonne die Arbeit erledigen zu lassen. Es wäre langsamer als mit den Triebwerken einer Sonde, aber das Objekt würde am Ende aus dem Sonnensystem geschoben, um nie wieder zurückzukehren.

Das sind die Lösungen, die wir im Moment haben. Größe wäre bis zu einem gewissen Punkt kein Problem, wenn das Geld unbegrenzt ist. Sogar ein Objekt von der Größe des Mondes, wenn es früh genug entdeckt wird, und es würde früh entdeckt werden, sei es von professionellen Astronomen oder Amateuren, könnte weggestoßen werden, indem Hunderte von Sonden auf derselben Seite landen und alle Sonden es wegstoßen. Etwas mit einer ähnlichen Größe wie die Erde könnte für uns im Moment etwas zu groß sein, um damit umzugehen.

Ich stelle einige Ihrer Terminologien in dieser Frage in Frage; Die Erde wurde nie zerstört, wir wären nicht hier, wenn es so wäre, gelegentlich bekommt das etablierte Ökosystem einen ordentlichen Tritt, das ist alles. Alles, was tatsächlich in der Lage ist, den Planeten zu zerstören, muss ungefähr 2,5 x 10 ³² J kinetische Energie haben, das entspricht der gesamten Sonnenenergie, die für ungefähr 4 Monate abgegeben wird. Etwas mit so viel Energie ist entweder zu groß oder geht viel zu schnell, als dass wir es bemerken könnten, bevor es auftrifft. Die kinetische Energie ist gleich 1/2 mv ² , wobei m die Masse des Objekts und v seine Geschwindigkeit ist:

• Aus dem Gedächtnis ist die maximale relative Geschwindigkeit, die ein Objekt in unserem Sonnensystem hat, ungefähr 11 ms ^-1 , wenn man das einsetzt , bekommen wir ein Objekt, das 4,1 x 10 ²⁷ Tonnen wiegt, etwas mehr als die doppelte Masse von Sol, und wenn es ein Komet ist, mit a spezifisches Gewicht von 0,6-ish (was der Durchschnitt für beobachtete Objekte ist), wird es tatsächlich viel größer sein als (bis zu dreimal das Volumen) der Sonne.

• Oder wenn wir stattdessen einen durchschnittlichen Kometen betrachten; das wiegt ungefähr 8x10 ¹⁰ Tonnen, also müsste es ungefähr 2,4 Milliarden ms ^-1 oder 8-fache Lichtgeschwindigkeit sein, um diese Energiemenge zu haben.

Kurz gesagt, obwohl ein viel kleineres und / oder langsameres Objekt alles töten könnte, was größer als ein Bakterium auf der Erde ist, und aufhaltbar wäre. Alles, was in der Lage ist, den Planeten zu zerstören, das auf uns zukommt, haben wir keine Chance, es aufzuhalten.

Haben wir genug Kernmaterial, um den Mond zu bewegen? Ich schlage vor, dass wir mit genügend Voraussicht und Zeit nicht versuchen könnten, Nukleargeräte zu dem zu schicken, was die Erde bedroht, sondern wir nutzen den Mond, indem wir seine Umlaufbahn nur ein wenig ändern, indem wir einen Block des großen Objekts zeitlich steuern. Die Nuklearwaffen können entweder vorausschauend auf den Mond gesetzt oder nacheinander geführt werden, bis Mond und Objekt zusammenfallen.

Um die Explosionseffizienz zu erhöhen, platzieren Sie jede folgende Atombombe im selben Krater, wodurch ein tieferer Krater entsteht, der jede folgende Explosion einseitig fokussiert.

Der unbekannte Erdmörder könnte so ausgerichtet werden, dass er den Mond knapp verfehlt und den Mond mit dem richtigen Timing zum Blockieren ein wenig schiebt.

Ich würde mir nur Sorgen um die Umlaufbahn des Mondes machen. Das Wesen und die Trümmer des Mondes würden in die Erde oder aus der Umlaufbahn geschleudert, wären aber immer noch besser als ein direkter Treffer. In meiner Frage hatte ich einige Bilder, die ich zur Veranschaulichung hinzugefügt und hier platziert hatte. Rauer Mond gegen Erde würde wie unten aussehen. Vielen Dank.

Auf diesem Gegenstück zur Erde steht alles unter Wasser.