恐龙为什么会灭亡，人类会步其后尘吗？ 第1页

恐龙没有完全灭绝，鸟是恐龙。使鸟以外的恐龙灭绝的原因似乎是小行星撞击，是单次撞击还是系列撞击还没有确定，一般认为其中有一次是希克苏鲁伯陨石，直径约 10 千米，命中墨西哥尤卡坦半岛，威力约 120 万亿吨TNT当量。

以人类 20 世纪末以来的科技水平，这样的撞击可以被提前阻止，消灭不了人类。

以人类现在的观测能力，直径 10 千米的小行星如果轨道趋于撞击地球，在木星轨道之外就会被发现并跟踪，预警时间在一个月以上。人类可以发射火箭送热核武器去将它炸出轨道，使其无法撞到地球。1995 年以来许多美国学者计算过这种操作需要的火箭与核武器，在美国、俄罗斯现有的能力范围内。彗核直径 100 千米的短周期彗星只要有提前 1 年的预警，也可以被热核武器偏转。

一般而言，短于440天的预警不适合推动另一石头去砸目标的二段撞击方案，中国也应当部署核武器准备偏转。典型的计划将准备多枚火箭，分别设置在不同时间发射，最后的偏转机会是在撞击前一天内发射。

1967 年，麻省理工计算了假设小行星 1566 伊卡洛斯（长轴 1610 米，质量 29 亿吨，1968 年从距离地球 60 万千米处飞过）在 15 个月后击中地球的场合需要的对策“伊卡洛斯计划”，认为土星五号携带一亿吨 TNT 当量热核武器可以将其推飞^[1]。

伊卡洛斯计划的最终版本要从阿波罗计划征用六枚土星五号，每次发射的间隔从几个月到几个小时不等。每枚火箭携带一个 1 亿吨 TNT 当量的热核弹头、一个改良的阿波罗服务舱和无人驾驶的阿波罗指挥舱，以便进行制导。弹头将在离目标表面 30 米处引爆，将小行星偏转并部分摧毁。根据每次爆炸对目标航向的影响和破坏情况来决定下一次飞行任务是否需要修改或取消。第六枚火箭的发射被设置在撞击前 18 小时。
如果放任伊卡洛斯击中地球，其威力可达 5000 亿吨TNT当量，在陆地上大概能瞬间杀死至少数百万人，夷平数百千米内的建筑物和树木，击中海洋的话会造成巨大的海啸，给数千千米海岸线上的城市造成严重破坏。它喷入大气的灰尘可能导致持续数年的撞击冬天。但显而易见，这无法消灭人类。

有些人看多了好莱坞电影，谜之希望载人去搞爆破。对爆破飞船来说，人是整个系统里最弱的一环，给飞船加上了大量毫无意义的限制。让热核武器在小行星表面爆破也是十分不安全的，它可能碎裂成多个难以预测和拦截的大石头，而总威力下降幅度很小。

现在的太阳系里没什么奔着地球来的大型目标。目前的观测显示在几百年内连直径 1000 米的有威胁对象都找不到，直径 10 千米的有威胁对象目前是真的没有。

长轴 270 米以内的小行星 99942（小行星阿波菲斯）是唯一在数十年内有撞击地球的机会且拥有永久编号的天体，NASA 于 2008 年 4 月 16 日的新闻稿中预测小行星 99942 在 2036 年撞击地球的几率为四万五千分之一。它的预期威力不值得在不确定会打中人类居住区的情况下进行拦截。俄罗斯专家讨论过必要时拦截它的事宜。最近十年里的观测认为撞击概率比这还低。

在总体效果、成本、事故风险、操作难度和技术准备等指标方面，各种避免撞击的技术有不同的权衡。这些战略可以分为破坏和延迟。

破坏的目的是使目标天体变得无害，可以是将其粉碎、炸成大大偏离地球的碎片、炸成可以在大气中烧尽的长轴 35 米以下的碎片。破坏的方法例如核爆炸、航天器高速撞击，能迅速反应，在时间和金钱上的成本较低，通用于短时间和长时间的撞击威胁。一般不要求用巨大的核爆炸将目标蒸发。爆炸可以给目标相当大的冲力，改变其轨道。按照美国科学家计算，即使目标很大且是太阳系小行星典型的松散石堆结构，距离目标表面 20 米程度的一系列核爆炸还是可以将目标推离轨道而不是炸散成难以预测的散射大石头。2007 年，NASA研究认为，在让小行星偏离地球方面，核爆炸的效果是目前任何非核手段的 10 倍~100 倍^[2]。6~10 枚 120 万吨 TNT 当量的热核武器就能将直径数千米的小行星吹飞出撞击轨道。我国研究认为用飞船撞击偏转较小的小行星去撞击目标小行星的“二段撞击”也能达到与“投射同等重量热核武器直接偏转目标小行星”同样的效果。那么，你可以想到在有足够长的预警时间的情况下可以用热核武器偏转较大的小行星去撞击目标，达到一般偏转方法的上千倍效果。

延迟是让目标的速度改变，使其错过与地球相撞的时机。延迟的方法例如重力拖拉、附加推进器。这需要航天器飞到目标附近会合，然后花较长时间来改变目标的路径或速度。由于我们现有的航天能力还很初级，对于直径超过 100 米的小行星，要靠航天器以撞击或降落在上面安装推进器的方式去在几个月内推偏轨道还是做不到的。将小行星刷成白色来改变受太阳照射与自身热辐射的效果、安装太阳帆、靠引力扰动之类更温柔的方法也起效更慢、需要长期预警，在目标没大到要命的时候很难期待。

在阻止撞击之外，人类亦可依靠掩体保护部分人口来硬撑过去。多种计划可以同时实施来降低总体失败率。

目前认为希克苏鲁伯陨石撞击会引起暂时的全球植被大火、在两三年内产生严酷的撞击冬天，那之后效果徐徐消退。生活在海洋、沼泽、洞穴之类环境的许多动物可以幸存下来，大型海洋温血动物可能是死于缺乏食物来源而忍饥挨饿的能力不如冷血动物。人类的地下掩体在距离撞击位置一千千米以上的情况下基本上不会崩塌，每座掩体可以过滤空气和水、储备足够成百上千人生活数年的食物等物资、在人工光源下自行生产食物。

按照对火星移民最低人数的估计，在撞击过后的地球上重建人类文明可能至少需要 110 人。这个人数是单个掩体就能支持的。

你当然也可以将掩体摆在今后数十年内可以建造的近地轨道空间站、月球基地、火星基地等处。

相关数据

100 米外的 100 万吨 TNT 当量核爆的 X 线对直径 100 米~1000 米、密度 1500 千克每立方米的小行星产生的速度变化^[3]：

在接近速度为 5 千米每秒~10 千米每秒的小行星到地球还有 500 千米~5000 千米时将其偏转出撞击范围需要的速度变化量^[4]：

在距离地球 5000 千米和更远的地方，500 千克的热核武器载荷就能将直径 1 千米的目标推飞。

美国早已评价了核爆 X 线与中子流对小行星的作用^[5]。

2020 年，一项研究认为在火星建造自给自足的、可以发展壮大的居住区需要的最少人数是 110 人：

Salotti, JM. Minimum Number of Settlers for Survival on Another Planet. Sci Rep 10, 9700 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-66740-0

2018 年，一项研究认为在保守的条件下确保“飞往比邻星的世代飞船不因乘员近亲繁殖而失败”的最少乘员数是 98 人^[6]，他们可以在飞船上发展出一个健康的社会，在约 6300 年后登陆比邻星附近的宜居行星。这乘员数量在正确的社会管理与生物学指导下可以半永久地创造和维持健康的人口。

显然，你可以通过发射女性乘员和冷冻精子来进一步减少需要的人口。在“地球上只有OO人”的情景里，可以考虑地球上现存的精子银行的库存。

参考

1. ^ https://www.thespacereview.com/article/175/1
2. ^ https://cneos.jpl.nasa.gov/doc/neo_report2007.html
3. ^ https://space.nss.org/media/2007-Near-Earth-Object-Mitigation-Options-Using-Exploration-Technologies.pdf
4. ^ https://space.nss.org/media/2007-Near-Earth-Object-Mitigation-Options-Using-Exploration-Technologies.pdf
5. ^ https://www.nap.edu/read/12842/chapter/7#77
6. ^ arXiv:1806.03856 [astro-ph.IM]