含一億噸白金小行星掠過地球,價值5萬億美元,我們現如今的技術能攔截下來嗎?

饞嘴佬表


上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷


所有物質的價值只有在人類社會中才能體現,在自然界中,黃金、白銀、白金這種所謂的貴金屬都是宇宙中中子星爆炸後的產物,在自然界就是一種物質存在。中子星就是恆星走向末日的產物。質量大於1.44倍太陽質量,小於3.2倍太陽質量的恆星的結局就是中子星。


人類目前的水平只能在地球外的近地宇宙中捕獲500噸以下的小行星,沒有攔截巨大小行星的能力。6500萬年前,地球上的恐龍因為一顆體積龐大的小行星的撞擊後大面積滅絕。而我們太陽系中有一個小行星帶,有100萬顆小行星。現在世界各國的航天學家認為有一個辦法也許可能,就是當一顆體積較大的小行星正面向地球襲來,就要利用宇宙導彈來改變它的路徑,避免大災難的發生。



那麼如果我們採用導彈擊碎的方法,是不是可以獲得小行星中的一部分白金呢?答案是不可能,因為白金的熔點很低,進入大氣層後就會氣化。另外,小行星“受傷後”的碎片物質天女散花般地降落在地球上,如果降落在一些大城市的話,會帶來一些不必要的經濟損失。而且導彈擊碎還有另一種風險,人家本來只是掠過地球,導彈一干預,弄不好小行星偏離路徑朝著地球撞來,那才是巨大的災難來臨。所以沒有必要因小失大,在人類科學水平還有限的階段,還是老老實實地在地球上生活,不要為了所謂利益想入非非。


科壇春秋精選


在地球歷史上,小行星曾經造成過恐龍時代的終結。小行星對於現代人類就是金礦,小行星已經成為太空探索的重要目標,很多小行星特別是近地小行星都具有開發價值,但依靠現在的技術,還無法把題目中談到的這一億噸白金的小行星拿下。

一些近地小行星的稀有金屬含量都是地球上的很多倍。目前各國的幾大航天機構都有小行星開發探索計劃,目標是個頭不大,引力較小,容易登陸和改變運行軌道的小行星。

主要方案是將小行星捕獲,控制在一定範圍內,通過機器人等進行資源開採,運輸回到地球。還可以將小行星做為太空的中轉基地,進行開發和利用。

目前人類在小行星天體的捕獲,著陸和操控方面都有研究的佈局,但在如何消除小行星的自轉,偏移小行星的運行軌道,如何轉移小行星到目標空域等方面,還沒有太多成功的經驗。

對於題目中談到的一億噸量級的小行星,人類沒有技術可以對此進行操控,而登陸採集的運輸成本代價也是天文數字,美國2016年採集小行星樣品任務中投入了大約十億美元,而預期在2033年採集會的樣品重量在2公斤左右,這樣的採集和運輸成本目前顯然無法承受。

另外:很多答案對白金的性質有誤解,白金也就是金屬鉑Platinum,元素符號Pt,白金不只是在地球上含量稀少,可以做裝飾當首飾。它的物理化學性質也決定了它在電學等期間中的重要應用。鉑金不僅具有良好的導電性和延展性,更重要的是它的抗氧化性和化學穩定性,所以電化學實驗一般採用的都是Pt電極,平常應用的少,是因為白金它太貴了。


量子實驗室


以目前的技術,我們並不能攔下一個一億噸重白金的小行星。當然,所謂攔截,是指整個攔下,並非用導彈或者激光將其擊碎。

進一步解釋就是,1億噸白金的小行星其速度肯定是非常快的,本身相當於一個巨型炮彈。而攔截它意味著,我們相當於要攔截下來一個導彈並且不讓導彈受力。

一般的攔截思路,是讓掠過地球的隕石改變原有的運行路線、使得其先圍繞地球旋轉,再慢慢回收。這樣首先就需要人工給這顆隕石降低速度。但是現在的空間推進設備,對於“一億噸”這麼大的隕石,或者說小行星來說,推力太小所以,這個方法的思路根本行不通。

即使能夠為小行星減速,要回收它還是難於登天。由於白金的熔點很低,經受不住與大氣層摩擦產生的熱量,很可能在到達地面之前,已經完全氣化了。這個技術難題,人類暫時還沒有解決的技術。

再者,就算它能夠墜落。我們也無法準確控制小行星墜落的具體地點,是在海里,還是在森林?萬一降落到人口稠密的城市怎麼辦?

而且即使能用導彈摧毀,也很難回收小行星的殘渣,都碎成末末了。

另外,鉑金密度:21.45克/立方厘米。一億噸純白金相當於以一億個電腦主機的大小。這還不包括小行星的其他成分。所以其大小不容小覷。如果完整地降落地球,縱然無法造成恐龍時代的悲劇,但對墜其具體落地點及其很大範圍的周邊,一定造成極不平常的影響。


鎂客網


如今的技術應該是攔截不下來的。

當然,這個攔截是指的把這個小行星完整的保留下來,並且使之成為地球的一顆距離比較近的衛星。

↑衛星變軌技術↑

為了讓一顆掠過地球的隕石改變軌道、成為地球的衛星,需要人工給這顆隕石降低速度。但是目前已有的空間推進設備推力太小,如果真的是有“一億噸”這麼大的隕石(估計沒有這麼大),根本就推不動。

↑衛星推進器與推進技術↑

可以用別的辦法得到這顆隕石。

如果文的不行,可以來武的呀。不能用空間推進的方式,可以用暴力方法把這顆隕石變小,然後再用推進方式帶回來一部分,或者乾脆一個爆炸,用爆炸產生的能量讓衛星改變軌道。

↑利用爆炸讓隕石改變軌道或者碎成很多塊↑

比如說有一部很出名的電影《世界末日》,就是說有一顆巨大的隕石要撞擊地球,然後人類通過派遣技術人員把核彈埋到隕石的中心引爆的方式,讓隕石裂成兩塊,改變軌道繼而拯救地球的。

↑電影《世界末日》↑

現在人類已有的火箭最大的地月轉移軌道載荷是由土星五號做到的,可以達到將近50噸,而且有美國、俄羅斯、歐盟、中國、日本若干個國家一起協作,大家大力出奇跡,一年發射個十多枚(土星五號服役期間,幾乎達到了一年三枚的發射密度,而且那可是上個世紀60、70年代,科技還很落後)土星五號級別的火箭,往太空裡送幾百、上千噸核彈,不怕幹不掉這顆隕石。

也就是說,如果全人類都團結起來,提前兩三年準備,那麼搞定一顆隕石還是沒有問題的。

但是隕石拿回來也沒用。

剛剛是從技術上來說的。但是從經濟上說,把一億噸白金帶到地球上,並不會增加地球的財富。

因為白金、黃金、白銀實際上在經濟上有個名詞叫“一般等價物”,也就是說這個東西只是一個交換的手段,一億噸白金帶到地球上,按照當時的白金價格,確實很值錢,但是前提是有人買——沒有人會願意沒事兒買一億噸白金閒著無聊看著玩兒的。

而且真的有一億噸白金流通到市場上,那麼最後的結果就是白金價格普遍跌成白菜價,遍地都是,大家都不願意承認這個東西可以流通了。

所以,技術上做得到,但是沒有任何意義。


SilentTurbine


好的老鐵,現在我們就開始按照現實情況來設計火箭,前往攔截重量為一億噸的白金小行星。

由於題主沒有告訴我小行星的軌道,所以我不知道小行星的速度以及近地點多遠。那麼我們按照最樂觀的情況來計算,也就是說,小行星恰好被太陽系捕獲,並且經過地球的速度。(對不起,今天能用電腦了,配圖可能非常不正經。)

也就是大概17公里每秒的速度略過地球。速度不能再低了,再低就說明他剛才在太陽系內跟別人撞過了。高度就按照近地軌道高度吧,幾乎貼著地球那樣。

好了,這樣捕獲這顆小行星呢?讓它減速砸到地球上嗎?對不起,我還沒活夠。我們的計劃是讓它在近地點減速,成為地球的一顆衛星,然後慢慢開採上面的白金。

所以,他的速度需要在近地點減少9公里每秒。有了這個就好辦了,我們按照最強力的燃料,不限制數量帶上最強力的發動機,然後用比衝可以達到450的液氫液氧燃料來計算。m0=100000000000*Math.exp(9000/(9.8*450))=769688981037。需要770000000噸重的火箭登錄小行星,然後才有足夠的衝量讓小行星進入我們預定的軌道。

那麼,我們在地面發射一枚這樣的火箭,與小行星恰好接觸並拾取綁定,這個就非常有靈性了,火箭就需要先進入小行星的軌道。也就是這個770000000噸的載荷,需要從地面發射,最終達到17公里每秒。結果很快就計算出來啦,我們需要發射一枚重量為37000000000噸的火箭,才可以將7.7億噸的載荷送到小行星上面,然後這7.7億噸燃料和發動機才可以將小行星減速環繞地球。

至少370億噸重的火箭,真刺激。人類造過最大的火箭也就是土星五號了,3000噸重呢,來個萬百枚土星五號,就能趕上咱這次火箭重量的零頭啦。遼寧號大概最重7萬噸,這枚火箭相當於把53萬艘遼寧號綁到一起發射上天。

如果組裝成火箭是什麼既視感呢?

給,如上圖所示,看上去大概就是這樣。小行星看見這架勢,不知道作何感想。370億噸,基本上相當於泰山整個主峰的重量了。

當然啦,咱們把這麼多的白金拉到地球上有啥用呢?其實沒啥用。因為你拉回來就不值錢了。白金本身沒有什麼價值,是因為它少,咱們才拿它來當等價物。2017年全球的銅精煉量才2500萬噸,你這白金來了一億噸,還好意思值錢嗎?你白金的導電性還渣渣,讓你當導線都不行,只能拿來墊桌子了。


蛋科夫斯基


開發小行星上的資源,對於人類來說並非是一個嶄新的概念,現代航天學和火箭理論的奠基者康斯坦丁.齊奧爾科夫斯基就曾於1903年,在《科學評論》上發表過一篇名為《利用噴氣工具探索宇宙空間》的論文,首先提出“開採小行星資源”的設想。

“行星資源公司的大膽設想是否能夠成功,取決於三點,對於繁多的小型天體的定位與探測,捕獲與回收,以及空間採掘與精煉技術的發展。” 曾於80年代就職於NASA噴氣動力實驗室,參與過火星無人探測器研發的太空宇航工程學專家,空間研究學術團體“行星協會”創始人之一的路易斯.弗裡德曼博士說。2010年,日本宇航局發射的飛船“隼鳥號”在經歷了7年的漫長飛行後,成功地從遠在距離地球1.5億公里之外的小行星“25143號糸川”上帶回了一些岩石樣本,這是繼上世紀60年代美國大規模登月行動以來的首次外星體資源樣本採集試驗。同年4月,位於加州帕薩迪納的凱克太空技術研究所就擬定了一份名為《關於小型天體回收技術與可行性》的報告,.弗裡德曼博士也是這份報告的作者之一。他提出,在2025年左右,人類太空技術的發展就能夠達成這一目標,具體步驟為通過小型飛船將遙控捕獲設備送至目標天體附近,然後利用機器人臂固定住這些小型天體,使其停止自旋,然後再將其緩緩帶離自身運行軌道,最終將這些漂浮在太空中的金山“拖曳”到近地軌道之內。

如果“行星資源”的計劃在未來得以實現,一些經濟學專家擔心這將引發全球礦產品價格跳水,從而帶來巨大的經濟波動,但“行星資源”創始人堅持認為稀有金屬供應量的增大所引發的技術與製造革命,將最終為人類帶來更多的福祉:“舉個例子,我們希望鉑與鈀成為未來的鋁,眾所周知,19世紀前半夜,鋁曾經是一種非常昂貴稀缺的金屬,而隨著電解提煉法的出現,作為一種廉價的新材料大量應用在航空,電子,日用等各個領域,促進了整個工業領域的革命。”大名鼎鼎的X大獎基金會創始人彼得.達曼迪斯(Peter H. Diamandis)說


不過迄今為止,回收小天體的成本一直高居不下,根據NASA格倫研究中心的專家預計,以現有技術水平完成一次小行星捕獲任務的費用大約為2.6億美元。但是,大多數富含金屬的低地天體密度大約在1.9至3.8克/立方厘米之間,一顆直徑10米左右的小行星的最大質量將達到2000噸左右,而根據現有的遙控採掘機器人技術水平和配備的動力推進系統水平,能夠捕獲的小行星級別頂多不過五百噸左右。美國阿特拉斯V型運載火箭的近地軌道有效荷載是18.5噸,根據外空間中推重比28比1的計算,我們可以得出五百噸這個數字” .弗裡德曼博士表示,然而依據現有探測結果,小型天體中稀有金屬含量最高的,也只有大約1到2盎司/噸,所以按照現有水平,每次太空採掘任務所能帶回的鉑系金屬價值不會超過9萬美元,只相當於動輒千萬美元的發射成本的一個零頭。

讓我們回到題目本身,如果消息屬實,那麼含有一億噸鉑金的小行星的整體質量和體積有多大,大家完全可以想象,大大超出了現有人類太空捕獲和運載技術能夠應付的水平,退一萬步說,即使能夠成功捕獲,那麼在太空裡如何進行採掘和精煉?現有的冶煉方法為利用金屬羰基化合物進行熱分解(Mond process),但這些技術都必須先經過漫長而縝密的太空環境模擬實驗,才能考慮真正投入使用,而專家估計,研究週期至少為10至20年。


晴天有時下豬


題主所指的這顆小行星的編號是2011UW-158,被國內的一些媒體熱炒為含有一億噸白金,價值5.4萬億美元。首先要說明一下,事實並非是這樣。

一顆外太空的小行星,人類也未曾有探測器對其進行過深入分析,怎麼就確定出其內核有1億噸白金這個相對比較精確的數據?事實只是這顆小行星富含鉑系元素,其價值可能介於3000億美元至5.4萬億美元之間。一些媒體在瘋傳此事時誇大了事實,把鉑系元素誇大為白金,把價值取了最頂格的5.4萬億美元。

不論多大個頭的小行星,人類都未曾有過攔截。發射到外太空的一些探測器、飛船返回艙、衛星等需要安全返回地面,不過最初就按照返回的標準設計製造了它們。它們上有攜帶的燃料,可以減速,可以調整姿勢。而且外層還有防高溫的材料,最後快要落到地面上時可能還有巨大的降落傘對其進一步減速。這一切在隕石、小行星上都沒有。

這顆2011UW-158距離地球最近時只有240萬公里,它不是直奔地球而來,靠近地球后還會飛走。人類要想把它弄到地球上,需要改變它的軌道。無論是給它加速還是減速,都需要給它提供能量。這顆小行星長約1000米,寬約450米,對人類而言,從未操縱過這樣一個大傢伙,其質量估計約為3萬億噸(這可不是一顆純白金的星球)。

給小行星加速或者減速都需要消耗能量。靠近地球附近的小行星,其速度至少是十幾千米每秒,以15千米每秒計算,把它平安降到地面上,它的動能減小了3.375乘以十的20次方焦耳。人類至少需要消耗這麼多的能量才能將其擒拿到地面。

這個能量是什麼概念呢?以廣島原子彈1.5萬噸TNT當量計算,約等於500萬個廣島原子彈爆炸釋放的能量。僅看能量方面,人類現在就無法將其攔截到地球上。


刁博


首先有個問題,一億噸白金僅僅價值5萬億美元嗎?最後算渣渣一克白金還不到一塊錢,顯得偏差太大了!

姑且不考慮這種錯誤,就說人類能否攔截一億噸的小行星呢?

根據白金質量和密度可以計算出來一億噸白金的直徑大約是2.5公里(假設小行星是圓形的),這種體積的小行星如果撞擊地球也會帶來災難性後果,6700萬年前導致恐龍滅亡的小行星直徑大約10公里!

所以,讓一億噸白金直接撞擊地球然後再進行採礦的想法顯然行不通,那樣做的損失會遠遠大於一億噸白金的收穫!

還有一種方式是直接炸燬小行星(比如用激光過核武器),讓更小的白金碎塊落到地球上,但也不太現實,小的碎塊經過大氣層時會自我燃盡,就像如今大多數隕石略過大氣層那樣!

所以,如果真的想攔截這一億多白金的財富,最可靠的方式就是利用現代技術改變小行星的軌道,讓它成為圍繞地球附近運轉的一顆衛星,然後登陸這顆小行星開採金礦!

理論上,我們可以改變一顆小行星的運動軌跡,比如用強悍的激光照向小行星一側,會產生巨大推動力,雖然只能略微改變小行星軌道,但如果我們行動夠早,時間的積累會大大改變小行星軌道。

不過這種技術只是理論上的可能,目前我們的技術還達不到,如何長期跟蹤小行星就讓科學家們很頭疼!

說點題外話,即使能成功攔截一億噸的白金,結果很可能就是白金的價格會一落千丈,因為物以稀為貴,白金的價格甚至會像鐵一樣便宜!


宇宙探索


含有1億噸白金的小行星看上去很值錢,但是如果真的攔截下來就沒那麼值錢了,因為突然有了這麼多的白金,價格勢必大跌呀。白金就是鉑金,價格比黃金還貴50%,因為比黃金還稀有二三十倍,如今全球已開採的黃金總量不過才17萬噸,鉑金當然更少了,然而如果突然有了1億噸這東西,那鉑金也就不值什麼錢了,雖然媒體報道說價值5萬億,那是對照現在的鉑金價格來說的,真的突然出現1億噸鉑金,價格當然也會大打折扣了。



好了,不再討論鉑金的價格。先說能不能攔截下來?我認為是根本不可能的,因為這個小行星太重了。


人類發射向太空的最大的火箭不過3000多噸,目的也就是往太空近地軌道運送一百多噸的東西,然而這顆小行星光鉑金就含一億噸,再加上其他物質,那它的個頭和質量該多大呢?這遠遠超出了人類控制小行星的能力,我們根本沒有辦法將它攔截下來放到地球上,即便是想讓他減速後圍繞地球運行,成為地球的衛星,以目前的技術也是不可能做到的。

再者,即便人類目前能將它攔截下來,那又能將它放到地球上的哪個地方呢?如果不能安全降落個國家都不會歡迎,而如果能安全降落,那麼各個國家都會搶著要。

然而我們現在的宇航技術根本無法控制這麼大的小行星進入地球大氣層時的速度,所以如果真的讓它減速並靠近地球,它很可能會撞擊到地球上,它會先在地球大氣層中摩擦燃燒,然後撞擊到地球表面,但是這麼大質量的小行星撞擊地球表面,一定會引起較大的自然災難的,如果降落到一個城市,大家會輕鬆的毀掉那個城市,這樣的話,它帶來的財富,反倒不如它毀滅的更多。


人類的方向


只能遺憾的告訴你,即便是這顆小行星上面含有一億噸白金,價值5萬億美元,人類對此也只能眼睜睜的看著它從自己的身邊溜走。

地球資源有限,遲早有一天會被我們開發完。而太空中的小行星上面往往資源充足,特別是地球上的一些稀缺資源,在某些小行星上面十分豐富。太陽系中已知的小行星就有70多萬顆,如果有一天人類可以開發這些小行星上面的資源,那將是一筆巨大財富。



但是,比較可惜的是,目前人類的技術還不足以支持開發這些小行星。最新的嘗試是美國科學家計劃在2024年對一顆小行星進行軌道改變測試,而這次計劃是人類首次對地外小行星進行的軌道改變測試,如果成功,預示著人類將有望獲得捕獲小行星的能力。



所以就目前而已,即便是一個內核全部是白金的小行星近距離飛躍地球,人類也對其顯得無能為力。既沒有能力直接把這顆小行星停止攔截下來,然後拉向地球(這種情況,就相當於把小行星當成核彈轟向地球,參見恐龍滅絕事件),也沒有能力直接去到小行星上面進行資源開採。

不過,雖然我們目前還沒有直接捕獲小行星的能力,但是我們卻可以假設以下未來在遇到這種資源豐富的小行星時,怎麼把它攔下來:最靠譜的方式就是通過角動量撞擊技術,使用飛船直接撞擊小行星,從而改變小行星的運動軌道和速度,使他成為地球的一顆衛星,然後再慢慢開採。


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