我們如何移動地球？從而避開小行星毀滅性碰撞

　　50億年之後，太陽將耗盡燃料並膨脹，很可能會吞噬地球。更直接的威脅是全球氣候轉暖帶來的大災難，將地球偏移至一個更寬的運行軌道可能是一個解決方案，並且從理論上講是可以實現的。

　　新浪科技訊 北京時間5月21日消息，據國外媒體報道，科幻電影《流浪地球》中，人類試圖利用巨大的推進器改變地球軌道，從而遠離不斷膨脹的太陽，避免與木星發生碰撞。

　　這一情景或許會真實上演，50億年之後，太陽將耗盡燃料並膨脹，很可能會吞噬地球。更直接的威脅是全球氣候轉暖帶來的大災難，將地球偏移至一個更寬的運行軌道可能是一個解決方案，並且從理論上講是可以實現的。

　　SpaceX公司「獵鷹重型火箭」是迄今最先進的運載火箭，我們需要滿負載發射「獵鷹重型火箭」3萬億億次，才能實現地球軌道變化。

　　但是我們應該如何去做呢？以及存在什麼挑戰呢？為了便於討論，讓我們假設一下將地球當前軌道向外側偏離，移至火星軌道位置。

　　多年以來，我們一直在設計將小型天體——小行星，偏離原運行軌道，主要是為了保護地球免遭碰撞。一些方法是對小行星作用推力，但通常這種推力是具有破壞性的，例如：一顆核彈在小行星表面或者附近引爆，或者發射一枚「動能撞擊器」，宇宙飛船充當「動能撞擊器」，與小行星發生高速碰撞。由於它們的破壞性，一旦此類方案啟動實施，地球也將帶來一場災難。

　　相反，科學家也提出了一些其他方案，在一個很長的時期內，非常溫和地對小行星作用推力，通常在小行星表面停靠一艘太空拖船，或者一艘航天器盤旋在小行星附近，通過引力或者其它方法產生推力。但這些方案並不適用於地球，因為地球比最大小行星的質量更大。

　　使用安裝在地球附近的太陽帆，光線也可以直接從太陽反射至地球，研究人員表示，我們需要一個地球直徑10倍的超級反射盤，才能在10億年時間裡實現地球軌道改變。

　　電子推進器

　　目前我們已具備偏移地球原軌道的能力，每次地球發射一顆太空探測器前往另一顆星球，該探測器都會向地球施加一個相反方向的小等級推力，其類似於槍支射擊的反衝作用。但是這種推力對於偏移地球運行軌道效果甚微。

　　SpaceX公司「獵鷹重型火箭」是迄今最先進的運載火箭，我們需要滿負載發射「獵鷹重型火箭」3萬億億次，才能實現地球軌道變化。

　　電子推進器是一種更有效的質量加速方法，尤其是採用離子驅動，其工作原理是釋放一股帶電粒子流，推動飛船前行。我們可以沿著地球軌道運行方向發射一個電子推進器。

　　勘測67P彗星的「羅塞塔號」飛船，在其10年的彗星旅行中，分別於2005年和2007年兩次近距離掠過地球。在此期間，地球引力場對「羅塞塔號」產生加速度，而僅靠推進器是無法實現的。

　　超大型推進器應當位於海平面之上1000公里處，在地球大氣層之外，但仍通過電子束與地球緊緊連接在一起，以傳遞推力。如果一束離子以每秒40公里的速度沿著正確方向發射，我們仍需要向太空「噴射」相當於地球13%質量的離子，才能導致地球87%的質量產生軌道偏移。

　　發射激光

　　由於光攜帶動量，但沒有質量，我們可以連續地為聚焦光束提供動量，例如激光。其所需的能量可從太陽收集，而不會消耗地球質量。即使是「突破攝星計劃」設想的巨大100GW激光設備，它能夠推動宇宙飛船飛離太陽系，探索鄰近恆星，但也需要3億億年時間持續使用才能改變地球運行軌道。

　　使用安裝在地球附近的太陽帆，光線也可以直接從太陽反射至地球，研究人員表示，我們需要一個地球直徑10倍的超級反射盤，才能在10億年時間裡實現地球軌道改變。

　　「星際撞球」

　　「星際撞球」是一種非常著名的技術，兩顆軌道運行天體在近距接觸時交換動量，並改變運行速度，這種技術又被稱為「引力彈弓」。這種類型的操縱方法已被星際探測器廣泛採用，例如：勘測67P彗星的「羅塞塔號」飛船，在其10年的彗星旅行中，分別於2005年和2007年兩次近距離掠過地球。在此期間，地球引力場對「羅塞塔號」產生加速度，而僅靠推進器是無法實現的。同時，地球產生一個相反、相等的衝量，儘管地球質量較大，這個等級的衝量沒有必要進行測量。

　　但如果我們用比宇宙飛船更大的物體作為「彈弓」呢？小行星當然可以被地球引力重新定向，雖然這種相互作用對地球軌道影響很小，但是這種作用力可以重複無數次，最終能實現一定程度的地球軌道變化。

　　太陽系一些區域密集存在著小行星和彗星等小型天體，其中許多小天體的質量可以使用現有技術進行偏移，但它們仍比地球發射的人造衛星大幾個數量級。

　　基於精確軌道設計，很可能利用所謂的「槓桿作用」——當小型天體掠過地球時，受地球引力作用，它們會偏移原運行軌道。同時，如果大量小型天體近距離掠過地球，也會對地球產生軌道推力，但達到該效果需要數百萬顆小天體近距離掠過地球。

　　最可行方案

　　以上幾種方案中，使用多樣化小行星彈弓似乎是目前最可行的，但在未來，如何利用光線才是關鍵因素，如果我們學會建造大型太空結構或者超強激光陣列，它們也可以用於太空探索。

　　這些方案理論上是可行的，並且隨著技術不斷發展，未來技術層面也是可以實現的。但實際上我們更容易做到的是將地球生態系統移到地球鄰近星球——火星，未來當太陽遭受毀滅災難時，火星仍有可能具備人類宜居條件。畢竟我們已在火星表面著陸數次，並能部署火星車在火星表面勘測分析。目前，偏移地球具有諸多技術挑戰，地球人類在火星上殖民化，建立宜居環境的條件尚不成熟，並且存在很大困難。（葉傾城）

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