今年就有多次!火流星频繁在城市上空爆裂,咋不用防空系统拦截?_小行星_陨石_天体

昨天凌晨,北京、河北、内蒙古多地的网友都看到了一颗火流星划过天空,这颗流星在空中完成两次爆裂,发出强烈闪光后消失。

流星是太空中的小行星坠落地球时,与大气层剧烈摩擦燃烧形成的,而当流星的亮度达到金星亮度时就会被称为“火流星”——这往往意味着小行星的个头较大。

大部分流星会在大气层的摩擦中完全消失,并不会到达地面,也就是不会有陨石,不过北京这次的火流星经过了两次爆裂,这意味着它大概率会有陨石砸向地面。

2月份那次

其实,北京今年已经不是第一次出现火流星了,今年2月4号也有一次,也是出现了爆裂。

去年12月份,杭州上空也出现了一次火流星,同样爆裂瞬间的亮度非常高,一点都不逊色于这次北京的这颗,所以它也有陨石砸向了地面(据说杭州那颗不到一个星期就被人“陨石猎人”找到了)。

杭州火流星-当时的报道

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火流星频繁出现在城市上空,如果陨石砸向闹市区的话后果不堪设想,那么这里就有一个有趣的问题,为什么我们不用现有的防空系统来防御这些潜在风险呢?

为什么不用防空系统?

无论是北京,还是杭州,其制造火流星的天体都不算大,所以它们的陨石锁能制造的破坏力也不会太大。

1908年,一颗流星在西伯利亚人烟稀少的通古斯河地区爆裂,其破坏力为10至50兆吨 TNT,它夷平了森林,杀死了驯鹿群,这个就是著名的通古斯大爆炸。

制造这次大爆炸的小行星直径差不多是50-60米,虽然它无法改变地球的生态,但如果是发生在城市上空的话,很可能会破坏整个城市。

据统计,类似制造通古斯大爆炸的小行星,大约每20-30年就会来访一次,最近一次也发生在俄罗斯,是在2013年的车里雅宾斯克州(这次的小行星比通古斯那次小很多,直径差不多是17米)。

当时小行星在陆地上空29.7公里处爆裂,好在也不是居民区,但其制造的冲击波直接震碎数十公里外的玻璃,造成1491人因此受伤就医。

这些体积稍大的小行星对于城市来说才是真正的风险,但是我们确实从来没有听说过哪个国家用防空系统来拦截过小行星。

其实原因很简单,引发通古斯大爆炸这样大小的小行星,我们根本没法用现有防空系统拦截。

主要有两个原因:

一个是这类天体不是很好发现,一般情况下发现的时候,防空系统也早已来不及反应了;

另个是这类天体的速度太快了,基本是远超出现有的防空系统的最高拦截速度,或者说根本没能力拦截。

虽然,现在全世界都在部署小行星防御系统,以防止6500万年前的悲剧再次上演,全世界的望远镜都在时刻不停地搜寻着地球周围的小行星,对这些小行星进行编号和计算,看它们是否有可能撞击地球。

但是,引发通古斯大爆炸这样的小行星都不算大,北京、杭州的火流星就更小了,最重要的是这些天体还都很暗,发现它们确实非常困难。

图源:Christine Daniloff

所以,到现在我们都没有听说过有“火流星预报”相关的信息,几乎所有的火流星都是在没有任何征兆情况下地突然出现。

另一方面,我们的防空系统对付人类制造的武器还是挺有用武之地的,但要对付小行星确实有点力不从心。

以我们的红旗-9防空导弹系统为例,它是咱们国家最畅销的防空系统,也是最优秀的之一,但其实它所能拦截最快目标速度并没有太快——我现在查到的数据是7.5马赫左右。

换算过来就是2.5公里每秒左右,这和流星(我觉得用陨石不是很贴切,还是用流星好了)的速度实在差距太大了,根据NASA的估算,袭击地球的天体,其速度通常在11公里/秒到72公里/秒之间。

实际上,防空导弹要想提高拦截成功率,它的速度还必须高于目标速度才行,因为只有这样,它才能在所有背景环境下跟上目标并实施拦截。

但是,要拦截流星的话,防空导弹的速度还不能超过第一宇宙速度,也就是7.9公里每秒,因为超过这个速度它会绕地球运行,而难以重新进入地球。

所以,在进入地球大气层后对流星进行拦截几乎是不可能完成的,要想有效拦截,现在唯一可能成功的方法就是提前发现并将其标记,然后通过计算判断风险,最后是在宇宙中直接将其拦截。

这里还有一个坏消息,那就是越大的天体在进入地球的时候它的速度往往越快,这是因为越大的天体在进入地球时它的动能本身就越大,而它的表面积比体积还更小,最终导致大气层的摩擦力更难将其减速。

因此,引发通古斯大爆炸那样天体确实很危险,我们不仅不好发现它,而且它的速度相对还可能更快。

小行星撞击城市概率很小

不过,也有两个好消息,一个是能够得到陨石的天体坠落频率其实没有想象那么高,另一个是地球真的很大,要砸到闹市区的概率也很小、很小。

据报道,每年大约有5200吨“太空碎片”砸向地球,但它们基本都是非常、非常小的颗粒,有机会和大气层擦出火花并形成流星的只有40吨左右,而所有流星中有机会得到陨石的只有不到5% [1]。

大部分都是极小的微陨石

如果按照40吨来算的话,一年差不多就是2吨左右的天体可以真正落到地面;

如果要再换算成次数的话,那就更是低到难以想象,根据陨石学会的数据,从 2007 年到 2018 年,总共只有95起陨石坠落地球的报告,平均每年约 7.9 起,不过这个数据非常粗糙,甚至不包括海洋,只能代表显而易见的那些陨石[2]。

另外,相对于人类居住的区域而言,地球陆地都算是非常巨大了,而且全球大约百分之55%的人生活人口集中的城市,这大约只占陆地面积的0.44%。

所以说,陨石要砸到一个人真的是非常小的概率,根据一些网站的报道这个概率是八亿四千万分之一!

唯一被陨石砸到的人

到目前为止,已经确定真的是被陨石砸到的人只有一个——安·霍奇斯 (Ann Hodges),而她只是受了一些伤而已。

简单地说,对于大部分流星而言,我们根本不需要拦截,它破坏力很小,而对于那些具有破坏力,而且在太空中漫游时也没有被我们发现的天体,现在也根本没有能力拦截。

对于这些较大天体,我们只能希望它永远不要出现在城市上空。

参考资料:

[1]Eleanor Imster.More than 5,000 tons of space dust fall to Earth each year.earthsky.2021.4.24

[2]. Charles Q. Choi. How many meteorites hit Earth every year?.2022.8.27

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