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中国计划建立“近地小行星防御系统”,难度绝对超过你的想象

今年4月24日是中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射52周年。经过52年的努力,中国航天事业从当年的一贫如洗,发展到今天拥有自己的独立载人空间站,2024年后,中国将成为世界上唯一拥有载人空间站的国家。除了卫星和空间站,中国还有一个更雄心勃勃的计划:国家航天局副局长吴彦华近日在接受央视采访时表示,中国正计划建立“近地小行星防御系统”。我还以为是大刘科幻小说《三体》中的地球防卫队穿越了……

(1970年4月24日,“东方红一号”进入太空,标志着中国太空时代的开始)

网上已经有很多关于中国“近地小行星防御系统”的政治意义和战略格局的话题,我不想在这里大惊小怪。今天我们将详细讨论这个防御系统。技术部分。其实,说到所谓的“近地小行星防御系统”,我们马上能想到的是:一枚导弹引燃上空,深入太空后,精准击中一颗靠近地球的小行星,炸毁它,或者把它推开原来的轨道,然后经过地球,整个地球都得救了……这样的好莱坞电影我们早就熟悉了,但它们只是好莱坞电影。如果你想在现实世界中摧毁小行星,成功保卫地球,其难度绝对超乎你的想象!

(宇宙中到处都是来来去去的小行星)

一套完整的小行星防御系统实际上类似于一套完整的国家导弹防御系统(即美国的NMD中国的反导弹拦截系统,中国的CNMD),由预警雷达、超级计算机三部分组成和拦截导弹。 .

我们先说预警雷达。在太空中飞行的小行星很容易达到每秒几十公里甚至几百公里的速度,比人类的火箭快几倍到十几倍,而且探测难度很大。为了给防御系统争取到足够的时间,必须在足够远的距离进行探测,可以说难度更大!

(巨大的FAST“天眼”是“中国制造”的骄傲)

为实现这一目标,大功率雷达系统必不可少。目前,全球公认唯一能有效探测来袭小行星的雷达系统,可能只有中国贵州建造的FAST大型射电望远镜。所谓“射电望远镜”,其实就是一种超大型雷达,通过巨大的发射器将无线电波发射到太空,然后通过接收回波探测宇宙。 FAST 有多强大?用一位美国科学家的话来说:“FAST 是世界上唯一能够在太阳系边缘发现外星舰队的设备。”

(巨大的超级计算机“天河”,中国已经有很多超级计算机了)

有了探测能力,还需要超级计算机来计算小行星的轨道。小行星的轨迹虽然比较简单,但是计算大量小行星的轨迹还是需要超级计算机的!此外,一旦发现威胁性小行星,就需要计算从地球发射的拦截器的轨道,并确保小行星撞击后确实会改变轨道,使其不与地球相撞。所有这些数据所需的计算量是惊人的,只有强大的超级计算机才能完成。

(超大型运载火箭是“反行星拦截器”的必要基础)

当雷达锁定来袭小行星,超级计算机计算出拦截轨道时,就需要拦截弹了。用于小行星防御的拦截器与我们常见的防空导弹甚至反导导弹不同,因为在大气层中飞行的防空导弹可以通过飞行方向舵调整导弹的飞行方向,反导的主要目标导弹导弹是拦截从地球起飞的弹道导弹,所以它的射程不需要太远,只要能有效拦截距离地球不到300公里高度的任何卫星或来袭弹道导弹即可。但“小行星防御”就不同了,因为它要拦截的是从几万甚至几十万公里外飞速逼近的小行星。为了保证拦截成功,拦截点自然是离地球越远越好。对于“反行星拦截器”来说中国的反导弹拦截系统,射程越长越好。而且,目前人类可以用来拦截小行星的最强大的武器无疑是核弹。为了减少核弹爆炸的核辐射对地球的影响,还要求拦截位置尽可能远离地球。

(以目前的技术水平,用携带核弹的大型运载火箭拦截小行星是最可行的方式)

由此看来,真正的“反行星拦截器”的体积和重量将远远超过当今各国使用的反导导弹,甚至超过大部分用于太空发射的运载火箭!此外,为了让小行星受到月球引力的影响,导致拦截失败,拦截点必须在月球轨道之外(38万公里)。目前,至少需要像土星五号这样的大型火箭。土星五号的起飞重量超过3000吨,近地轨道载重118吨,月球轨道载重45吨。它有能力在月球轨道外用核弹头摧毁来袭的小行星。

(小行星防御系统不仅可以大大提升我国在航天方面的技术水平,甚至可以带动我国高新技术产业整体上一个更高的水平)

不难看出,这套“近地小行星防御系统”可以大大提升中国在高精尖技术领域的发展水平,甚至可以直接让中国在一定程度上引领世界。比如上面提到的防御系统的“眼”FAST射电望远镜,就是中国已经领先世界的技术装备之一;此外,中国的“天河”超级计算机、“九章”量子计算机等尖端计算机也是目前能够称霸世界的,这些都是发展“近地小行星防御系统”的基础装备下一步发展超大型运载火箭不仅是中国建设空间站的需要,也是未来载人登月、火(星)的需要,也是为“反行星拦截器”的发展奠定了基础。

(只有中国才能领导和保护全人类)

其实,要研制出一套完整的“近地小行星防御系统”,所需的技术和设备远不止上述这些。通过开发该系统,可以极大地促进我国的科技进步。正如“阿波罗”计划确立了美国的技术霸权。这大概是中国近地小行星防御系统除了“拯救地球”之外的又一重要意义。