人類は小惑星の「殺さない優しさ」に感謝すべきだが、小惑星を爆破することもできるはずだ！

少し前に、ちょっとSFっぽいニュースが話題になりました。国家宇宙局の呉延華副局長は、我が国は地球近傍小惑星防衛システムの構築に着手すると述べた。これは、将来、小惑星や地球外物体が我が国の故郷である地球にもたらす脅威に真に対応し、中国に真に新たな貢献をするためである。

微博CCTV軍事より

では、地球近傍小惑星とは何でしょうか?彼らは私たちの故郷である地球にどのような脅威をもたらすのでしょうか?彼らの脅威をどうやって排除するか?今日はこれについてお話しましょう！

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殺さないでくれてありがとう

いわゆる「地球近傍小惑星」とは、軌道が地球の軌道と交差している、または惑星の重力の影響を受けて将来的に地球の軌道と交差する可能性がある小惑星のことである。ご存知のとおり、太陽系には信号機も交通警察も転轍手も存在しません。これらの小惑星の軌道が地球と交差すると、地球に衝突する危険があります。 （簡潔にするために、以下で「小惑星」や「小天体」について述べる場合、彗星の核も含めます。結局のところ、彗星の核は「小惑星」と同様に地球に被害を与える可能性があるからです。）

2018 年 1 月現在知られている太陽系の小天体

主小惑星帯の小さな天体は茶色でマークされ、地球近傍天体は水色でマークされている。

地球の軌道は灰白色で、内側から外側に向かって3番目の円です。

画像提供: NASA

宇宙はとても大きく、小惑星はとても小さいので、地球に衝突する可能性は非常に小さいはずだ、そう思う友人もいるかもしれません。

しかし、真実はその逆です。

たとえば、私たちは皆、車に乗ったことがあるでしょうし、雨の日に車の窓に雨粒が当たる音を経験したことがあるはずです。もし地球が太陽の周りを回る車だったら、地球の窓もパチパチと音を立て続けるだろうが、窓に当たるのは雨粒ではないだろう。

トゥチョンクリエイティブ

毎日、あらゆる大きさの流星体が 2,500 万個地球の大気圏に侵入していると推定されています。累計すると年間約15,000トンになります。

あなたがまだこの記事を携帯電話で読んでいる理由は、幸いなことにほとんどの流星体が非常に小さいからです。観測できる流星のほとんどは砂や緑豆ほどの大きさの小さな天体によるもので、そのスズメ的な行動が深刻な結果をもたらすことは通常ありません。

しかし、「流星体」と「小惑星」は、あくまでも人間が使っている分類用語であり、両者の間に明確な境界があるわけではありません。隕石が十分に大きくなると、大気圏下層や地面に衝突し、大災害を引き起こす可能性があります。最も有名なもののいくつかを以下に示します。

2013年2月15日の朝、ロシアのチェリャビンスク上空を火球が横切り、昇る太陽よりも明るく輝いた。火球はまた、上空に長さ約10キロメートルの煙の跡を残した。空中で燃え尽きなかった隕石は、凍ったチェバクル湖に幅6メートルの穴を開けた。火球爆発の衝撃波により7,200棟以上の住宅が被害を受け、1,491人が間接的な負傷を負った。チェリャビンスク隕石事件は、直径17〜20メートルの小惑星によって引き起こされたと推定されています。

歴史上、より大きな天体衝突が起こる可能性はそう遠くない。

1908年6月30日、同じくロシアのツングースカ川上空で壊滅的な爆発が発生しました。衝撃波により半径650キロ以内の窓ガラスが割れ、2,150平方キロ以上の地域で8,000万本の樹木が焼失または伐採され、英国の気圧計は爆発による気圧変動を検知した。科学界は現在、ツングースカ大爆発の原因は直径約65メートルの岩石質小惑星であったと一般的に考えている。

隕石クレーターの例 |トゥチョンクリエイティブ

最も有名な小惑星衝突地点は、おそらくメキシコのチクシュルーブ・クレーターでしょう。約6600万年前、直径10キロメートル以上の小惑星が秒速20キロメートルの速度でここに衝突し、白亜紀の絶滅イベントの前兆が始まりました。この絶滅により、地球上の種の 75%、すべての非鳥類型恐竜を含む種が、地球上の生命の舞台に永遠に別れを告げました。

この観点から見ると、人類が今日まで発展できたのは、小惑星の「殺さない優しさ」のおかげなのかもしれません。

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衝撃はどれほど強力でしょうか?

残念ながら一行も書けません。

先ほども述べたように、10キロメートル級の小惑星が大量絶滅を引き起こしました。都市ほどの大きさであるわずか 10 キロメートルの石が、表面積 5 億平方キロメートルの世界に災害をもたらすことができるのだろうかと疑問に思うかもしれません。

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この岩の高さは 10 キロメートルで、エベレストより 1,000 メートル以上高いことを忘れないでください。こんなに巨大な山が猛スピードで地面に激突します。運動エネルギーの式を使用して、それが運ぶエネルギーを計算できます (式を組み合わせるプロセスは省略します)。

このエネルギー ≈ 密度 × 直径³ × 速度²÷3.82

国際単位系の標準単位に従って、データを 1 つずつ数式に入力します。炭素質コンドライトの平均密度は3300kg/立方メートル、直径は10,000メートル、速度は20,000メートル/秒です。この式は、さまざまな数千、数万のものの平方の立方体の積を計算し、最終結果が約 346,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ジュールであることがわかります。この影響の科学的推定値の最初の 3 桁は 420 ですが、桁数は同じで、24 桁の数字です (実際には線が書かれていないことがわかります↓↓↓)。

420,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ジュール

これのコンセプトは何ですか?これは、太陽の中心部が毎ミリ秒生成する全エネルギー、またはツァーリ水素爆弾 200 万個の爆発によって放出されるエネルギーに相当します。もし地球の表面積 5 億平方キロメートルが 2 メートルの深さ、0 ℃ の水で均等に覆われていたら、このエネルギーはすべての水を沸騰させるのに十分な量になります。

幸いなことに、その瞬間の衝突エネルギーは衝突地点に集中し、そのエネルギーが一度に地球全体に広がるのではなく、小惑星を完全に蒸発させてその場に幅100キロメートル、深さ30キロメートルの巨大なクレーターを形成するだろう。しかし、あまり早く喜びすぎないでください。エネルギー保存の法則によれば、衝突による衝撃は遅れてやってくるため、全員が死ぬのは時間の問題です...

衝突地点からは時速1,000キロメートルの強風と高さ1,500メートルの津波が発生した。さらに、一瞬のうちに25兆トンの物質が空に放出されることになります。その一部は宇宙に飛び散って二度と戻ってこないが、残りは地球に落下するだろう。大気圏に再突入すると再び発火し、火災の嵐が世界中を襲うでしょう。

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衝突によって発生した大量の塵や燃焼によって生じた灰は大気中に浮遊し、長期間太陽光を遮り、植物の光合成を妨げます。生態系は崩壊し、食物連鎖のあらゆるレベルの消費者が次々と死んでいきます。

この後、地球はひどく苦しめられました。将来平和は訪れるのでしょうか？小惑星の姿勢は当然次のようになります。

私は間違っていました、次回またやります。

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人類は小惑星による「殺さない恩恵」だけに頼ってはならない

人類に致命的な打撃を与えた小惑星はまだないが、この件に関しては運に頼ることはできない。

NASA の推定によると、およそ 5,000 年ごとに、140 メートルを超える小惑星が地球に衝突するそうです。 2019年7月25日、仮に2019 OKと番号が付けられた小惑星が、地球と月の間の距離の5分の1未満である72,000キロメートルの距離を地球の近くを通過しました。こんなに近づくと怖いですよね？さらに恐ろしいのは、フライバイの前日まで人間に発見されなかったことです。

2029年4月13日、大きさ170～450メートルの小惑星99942（別名「アポカリプス」）が、地球から約3万2000キロメートルの距離を飛行して通過する。この距離はすでに同期衛星軌道よりも低いのです！

人間は知的な生き物であることを誇りにしているが、もし小惑星の衝突に直面したら、文字の読めない恐竜と同じように惨めに死んでしまうと考えると気が滅入るだろう。

理由もなく小惑星に衝突されるのを避けるためには、まず小惑星がいくつあり、どこに隠れているかを知る必要があります。早期に発見するほど良いです。約 30 年前、数多くの地球近傍天体監視プロジェクトが開始され、1 週間あたり平均 40 個の天体が発見されるという実りある成果が生まれています。

各NEO監視プロジェクトによる発見数

画像提供: NASA

なぜ呉副局長は地上と宇宙をベースとした監視システムを確立する必要があると言ったのですか?地上から観察するだけで十分ではないでしょうか？それは絶対に十分ではありません。一部の小惑星は、太陽の方向から飛んでくるチェリャビンスク上空の小惑星のように、明るい天体の光に隠れてやってくる。事前に発見したい場合は、日中に星を観察しなければなりません。そのため、事前にその到来を知る人は誰もいません。

もう 1 つの例は、非常に不運な 2019 OK (上記の小惑星番号) です。見えるはずの日中に満月と遭遇しました。監視システムを大気圏外に打ち上げれば、太陽や月の明るい円盤のすぐ隣は真っ暗な空間となり、「昼間に星を見つける」ことも可能になる。

それで、もし私たちが本当に幸運に（あるいは本当に不運に）地球に向かっている小惑星を見つけたら、私たちはそれにどう対処するのでしょうか？

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存在するべきか、存在しないべきか？

穏やかに良い夜を迎えることはないでしょう!

ハリウッドのSF災害大作では、小惑星が地球に衝突するという筋書きがよく使われます。 『アルマゲドン』や『伝説の少年アン』のような映画は、どちらも人類があらゆる手段を使って小惑星を爆破しようとするストーリーです。現実でも同じことが言えます。破滅の危機に直面して、人類は決して黙って見過ごすことはないだろう。幸いなことに、すでに多くの実行可能な解決策が存在します。

地球を脅かす小惑星が発見されると、考えられる選択肢は最終的に、混乱と反発という 2 つのカテゴリに分けられます。

崩壊とは、小惑星が（主に爆発によって）ばらばらの個体に分裂することを意味します。さまざまな方向に飛来する小さな天体の破片は地球に衝突しないか、あるいは大気圏で燃え尽きるほど小さくなるだろう。

押しのけるということは、小惑星を全体として軌道から外す、つまり加速したり減速したりして、会合点に早く到着したり遅く到着したりすることを意味し、目標を外す効果も得られます。地球の赤道直径は12,756キロメートル、公転速度は秒速30キロメートルです。地球の体の長さを一周するのに425秒、つまり約7分半かかります。押し出す目的は地球のために425秒を稼ぐことです。

具体的な実装方法はいくつかあります。

最も簡単に思いつくのは熱核兵器です。熱核兵器によって生成される大量の熱エネルギーは、小惑星を部分的に蒸発させ、この一時的に生成されたガスを使用して小惑星を分解したり、物質を放出して本体を軌道から押し出したりすることができます。でも気をつけてください。もし計画が失敗すれば、地球に衝突するのは小惑星だけではなく、核汚染された小惑星となるだろう。

冷兵器法は、衝突装置を打ち上げて小惑星に衝突させ、その速度や方向を変えるというものである。あるいは非接触方式を使ってトラクターを小惑星と一緒に飛ばすこともできます。重力によって小惑星は徐々に軌道から外れていきます。諺にあるように、「小さな間違いが大きな間違いにつながる」のです。この計画が十分早い時期に実行されれば、小惑星が目標を逃す可能性もある。

また、小惑星の表面に掘削機を送り、小惑星の表面から物質を宇宙空間に継続的に放出し、運動量保存の法則を利用して小惑星の軌道を変えながら小惑星をゆっくりと崩壊させるなど、より小規模なアイデアも数多くあります。あるいは、レーザーや集光鏡を使って小惑星の表面の一部を蒸発させ、噴出した岩石ガスによって表面を徐々に押しのけることもできる。等々。

効果が出るまでの時間から、電撃戦と持久戦の2つに分けられます。熱核兵器や衝撃装置は電撃戦と見なされ、重力牽引、掘削射出、局所射出は持久戦と見なされます。しかし、どの方法を使用する場合でも、できるだけ早く発見し、手配する必要があります。 NASAの最も楽観的な見積もりでは、準備期間は5年から10年であり、現在は小惑星65803ディディモスへの衝突実験を行っており、2022年9月下旬から10月上旬に衝突すると予想されています。

呉副所長が2025年か2026年に技術実験を行うという提案は、スケジュールの面ですでに非常に積極的だ。呉局長の言葉から、実施計画がインパクトであることは分かりますが、どの小惑星を選択するのかはわかりません。

最後に、皆さんが聞きたいことをお話ししたいと思います。小さな天体が地球に衝突するというと、人々はそれを「自然災害」と考える傾向がありますが、まれにそれによって大金持ちになる人もいます（もちろん、衝突が起こったときに現場にいないでください...）。

たとえば、ドイツにはネルトリンゲンという人口2万人未満の小さな町があります。直径25キロメートル、深さ約100〜150メートルの巨大な穴の中にあります。当初、科学者たちはこの穴はクレーターだと考えていました。その後、高速衝突でしか形成されないコーサイトが発見され、ここが1500万年前に直径1500メートルの小惑星が衝突してできた衝突クレーターであったことが判明した。

衝突と高温により、推定合計72,000トンの衝突ダイヤモンドが形成された。残念ながら、これらのダイヤモンドは非常に小さく、最大のものでも 0.2 mm を超えませんでした。それらは土壌に混ぜられ、この都市の建設者たちによって道路、壁、家を建てるために意図せず使用されました。したがって、「ダイヤモンド含有量」という点では、この町は本当に豊富です。

著者 |人気科学ライターの屈炫氏は、国立博物館や国家宇宙局などで著作を発表している。

レビュー |劉曦、北京天文館研究員、科学映画監督、作家

編集者 |ディン・ゾン

この記事は、「科学噂反論プラットフォーム」（ID: Science_Facts）によって作成されました。転載の際は出典を明記してください。

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