當前人類科技水平能否阻止飛向地球的隕石？

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如題。

人類現有的技術條件是有能力阻止隕石飛向地球的。

以下是定量分析，時間不夠或者對分析不感興趣的可以直接讀加粗部分。

首先假設一個前提條件：

1. 由於人類對太陽系內能造成威脅的km級別小行星已經有著系統的監控，所以當小行星能夠真正對地球構成威脅時，人類可以立即探測到並且馬上開始做出準備。

2.
人類能夠在滅絕危機來臨時會團結一心，動用一切設備和手段

好的，有了這兩條，我們一起來開腦洞吧。

先看下最常見隕石的組成成分。

隕石通常分為三大類：石隕石主要是岩石，主要的組成是矽酸鹽礦物；鐵隕石，很大部分的成分是鐵與鎳；石鐵隕石的成分既有大量的岩石也有金屬。

所以總的來說，我們想要阻止的天外來客，各項物理性質（比熱容，熔點，硬度，密度）都大約在二氧化硅和鐵之間。

大隕石的軌道一般都為扁橢圓，所以到達地球時，與地球的相對速度通常在太陽系的逃逸速度的量級。

假設這些天外來客的外形為半徑為r的球形，與地球的相對為v，則相對於地球的動能為：

衝量為

做一個簡單的模型，一個以第三宇宙速度運動，密度為5g/cm3半徑為5Km的隕石

質量約為：2.618*10^15 kg

動能為：3.649*10^23 J

衝量約為：4.372*10^19 Kg*m/s

用人類手頭最屌的東西比一比。

一噸TNT：4.184 x 10^09 J

隕石的動能相當於8.72*10^13 噸TNT當量

人類最強大的核彈頭約為5*10^7噸當量

所以這個隕石的動能相當於1744000顆大伊萬熱核炸彈。

卧槽這麼大的能量放任它往地球上撞
還！得！了！

。。。。。。看上去人類好無力.

不！為了人類的繁衍生息，我們必須戰鬥下去！！

干不過沒關係，咱把它軌道掰彎點就行！

來我們先分析一下我們的目標：

改變隕星的運行速度，使其運行至地球軌道時，位置改變數超過1個地球半徑。

總之來晚點或者跑偏點都可以。

有了目標，我們來推導一下需要多少動量。

（聲明：以下的分析具有一定的抽象色彩，雖然採用了大量的近似，也但對於數量級的估計是比較靠譜的，請強迫症繞道。具體處理方法也許可行，但是具體的當量計算是鬧著玩的別當真，嚴謹的計算需要專業的CFD建模，利用數值解複雜材料場的溫度分布，並且考慮到等離子體與氣體的相互作用，模型中的各種流體流動，氫彈爆炸的能量的不同吸收形式等等等等，雖然comsol可能能搞定，但是實在是太麻煩了。。。）

條件1：我們需要小行星軌道改變的尺度（也就是地球的軌道半徑）相對於它的運動軌道尺度，以及太陽的引力場變化的尺度，是非常小的。可以看做是微擾。

條件2：由相對論得出，任何參考系下物理規律相同。

有了上面兩個條件，我們利用相對論思想可以轉化問題，把參考系從地球靜止參考系變換到與小行星保持靜止的參考系。

現在問題就變成了：有一個質量為M的靜止的物體，在t（小行星到達地球的時間）內使其運動R（地球半徑）所需要的最小衝量是多少。

誒嘛小行星撞地球的問題瞬間就變成初中物理題了。

最有效率的方式當然是在最短時間內把動量全部加到小行星上去。所以拯救地球所需要的衝量就變成：

小行星的速度各不相同，做一個粗略的模型，假設這顆大石頭是在木星軌道受到亂七八糟的吸引而飛向地球的，速度大約為16km/s，密度為5g/cm3半徑為5Km的隕石。飛到地球的世界大約為：4*10^8秒，也就是1.3年

可得：

所以，問題變為：如何將這樣大小的衝量施加在小行星上

對比一下，一列滿載運行的和諧號高鐵的動量約為：

500000kg*100m/s=5*10^7 kg*m/s

所以大概八百萬輛滿載高鐵撞上去就可以拯救地球了！

我擦了看上去還是好多啊！！

沒關係，機智的人類想出了一些看上去靠點譜的解決方案：

我們來一個一個分析

1. 超高速大質量物體碰撞變軌法

還是考慮剛才的衝量：4.2*10^14 kg*m/s

考慮人類火箭目前能達到的最大速度約為20km/s

在小行星質心系相對於地球的運動速度約為30000 m/s

所以需要以這種速度送上天的物體約為：14000000噸

與此對照，獵戶座飛船為25噸。

所以需要56萬個獵戶座飛船重量的物體砸向小行星。。。

顯然，超高速大質量物體碰撞變軌法：不可行！

2.
大型太陽風減速傘法

地球附近的太陽風基本參量：

能量平均1keV/u
粒子密度 1~20cm-3
電子密度 7.1cm-3
質子密度 6.6cm-3
平均流速 450km/s
電子溫度 1.4×105k
質子溫度 1.2×105k
質子的一般流量 1～8×108cm-2·s-1

如果這些粒子全部進行非彈性碰撞，則在地球附近可以造成的壓力為：

例如，所以如果張開太陽帆的面積為100 km^2，而且材料超強既能保證超薄又能吸收全部質子。

這樣，完全張開的太陽帆能夠產生的力高達……0.3牛頓！！

大型太陽風減速傘法 NO

沒辦法，還是祭出我們人類目前擁有的破壞力超越解決內部矛盾需要的大殺器：

我知道你們想得大概都是這樣：

想都不要想

太空中爆炸的氫彈會是什麼樣子的呢？

可以參考我在另外問題下的答案：

物質依然會帶著能量以很高的速度飛散。不過與地面不同，由於沒有空氣，而且炸彈自己的靜質量比較其影響範圍要小很多。所以單個物質粒子的平均動能要高很多，並且爆炸後溫度過高以至於新生成的質子不可能束縛電子。

所以大概推測，爆炸後是高速膨脹的疏鬆超高溫等離子體團和伽馬射線飛向殺傷目標，所以類似地球上爆炸的衝擊波的動量破壞就不可能了。

下面是利用氫彈的具體方法：

3.
表面等離子體氣化反衝變軌法

這種方法是在小行星表面引爆巨量熱核炸彈，可以通過熱量加溫等離子體化隕石材料，向外飛散的等離子體會帶走一部分動量，由動量守恆，小行星就會向相反方向運動。

假設爆炸後產生的等離子體是向半球內各個方向均勻擴散的（如圖）。

通過微積分計算可以得到在這樣的條件下可利用的動量與總動量比為1/4

又因為：

我們要把能量集中在最少的物體上，才最節省能量。

所以人類決定採用在切面垂直於重心的表面上進行集中點爆破（這樣可以防止反推的能量變成小行星的轉動動能）。

一般而言，核爆中心溫度大約可以加熱到10^7量級,

設加熱的材料為鐵粒子。則在此溫度下的運動速度為：

在此速度下，考慮到有效的衝量為總衝量的1/4，可以得到需要加速的質量為：

相對應的能量：

相當於263顆大伊萬氫彈，easy啊有木有。

就算考慮到我們必須花6個月造火箭，和核彈，三個月飛到隕星旁邊爆炸，再算上小行星的加速行為，再算上爆炸時的能量消耗，10km直徑級別的小行星大概需要不超過千顆量級的核彈就能規避。

況且小行星真的正中紅心的概率也不高，所以實際上只需要讓小行星偏離的距離也並不完全是地球半徑。

綜合以上推導，我們可以寫出規避小行星需要的能量公式：

其中R熱學參數為：8.317 J/mol*K

所以，表面等離子體氣化反衝變軌法，可行！

4.全星體高溫氣化法

顧名思義，我們採用某種手段對小行星進行持續不斷的加熱，直到整個小行星全部高溫汽化為止。

我們看看鐵材料的氣化溫度。

熔點

1538
°C

沸點

2862
°C

如果把半徑5km的鐵球整體加熱到3000開，需要多少能量呢？

還是用之前的公式簡單估算得到：1.8*10^18 J

換成TNT當量，只要4億噸。

卧槽這太好了吧？四億噸四億噸，四億噸當量的核彈你造不了吃虧你造不了上當。

所以四十顆氫彈扔過去就完事了？

想得太美了，實際上，有大量的因素會讓這個數字成倍的增加。

首先，如果選擇在表面爆炸的話，做到整體均勻地加熱到3000度是很困難的。核彈的爆炸點過於集中，所到頭來爆炸點還是少量幾十萬度的等離子體飛出去。

另外3000攝氏度的高溫沒有傳導散熱，只有輻射散熱，但是：

物體熱輻射功率定義式是

其中

簡單計算一下，一個3000K的大鐵球的輻射功率是：

1.4428*10^15 W 我擦核彈加熱的速度根本鬧不住他輻射啊。

多的有點超過想像？其實可以理解啦，這就相當於10KM直徑的球形超級大燈絲啊。

所以到頭來還是要用點爆的方法啊。

但是考慮到以上種種。如果目的變了，其實相較於第一種方法，炸的方法也會有變化。

為了讓能量被更好的吸收，我們必須要減少之前 3 方法裡面的被加熱物質的溫度。這樣才能儘可能的節約能量。

我自己設計大概就是這樣：

這樣，爆炸點在中央，然後被四周吸收，實際上能量被物質吸收的速度就減慢很多了。

具體的當量估計大概需要CFD來進行模擬，我就不幹這活了。

需要的氫彈數量與上一種方法應該在同一個數量級，如果出口氣體算30k開溫的話，需要大概84顆大億萬。

以上雖然技術上可行，但是人類目前的生產與發射能力是達不到標準的。

小行星風險絕不是一個中二的課題，為了規避1km直徑級別以上的小行星風險，人類現在應該：

1.核大國應建立專門管控地外小行星風險的部門，而不是把責任放在一個NASA頭上

2.在不影響國際安全的情況下常備500-1000顆2000萬噸當量以上的熱核彈頭

3.保持常備的短時間內生產大量運載火箭的生產能力

4.維持小行星巡天計劃，保證每一個可能造成威脅的小行星都在追蹤範圍內，並且每個月都要重新精確測量其速度與運行軌道。

這樣才能讓我們的地球遠離小行星的威脅

參考資料：

獵戶座飛船

太陽風 _百度百科

太陽風--科技--人民網

氫彈 _百度百科

TNT當量 _百度百科

隕石

隕石分類

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路過打個醬油，Phil Plait 2011年在ted talk上給出過一個很好的解答。

2004發現的小行星Apophis有百萬分之一的概率在2036年擊中地球，直徑250m，類似的小行星雖然並不多，但是一旦擊中地球就是一場災難。Phil給出的解決辦法其實很簡單，總結起來就是「失之毫釐，謬以千里」。如果把一個2噸的小飛行器發射向小行星（大號隕石），讓它和小行星並行飛行，而不是直接擊中，經過足夠長的時間，這個2噸的小物體的重力和火箭氣流就足以讓小行星那原本將擊中地球的軌道偏離那麼一點點。在宇宙的尺度里，這一點點就足夠讓軌道避開地球了。

Phil進一步還提出如果精妙控制重力，小行星甚至可以被這一點點重力改變軌道成為地球的一顆衛星被當做礦產開發利用。。當然這都是後話了。

要看隕石多大，多少顆，是否有足夠的預警時間等。
小的無需顧慮，大氣層搞定。
大到足夠對地球產生威脅，又發現的較早，有足夠的預警時間的，導彈大氣層外打擊，使其改變運動軌道或者碎裂成無害的小塊，一顆兩顆的相信還是很輕鬆愉快，燈塔國當仁不讓啊。
要是數量過多，估計要悲劇，想想目前只有中美實驗打過衛星，就算五大流氓都有此能力，外加日本？印度？？還有發射窗口，導彈數量，發射載具數量的限制一次也打不了幾顆，算上多輪打擊總有數量上限。這還都是在有足夠預警時間的前提下的。
要是太大，上核彈？妥妥的《世界末日》啊，布魯斯威利斯尚能飯否？

啥叫擊落？人隕石本來就是不擊也會落下來的

原題問的是當前科技水平是否能擊落隕石

不能。

首先隕石的成分很雜，成分以金屬為主還有能探測的可能（儘管難度不小），遇到冰隕石就徹底抓瞎了。

隕石的形狀是不規則的，與大氣層摩擦形成的形狀更奇葩甚至直接裂成天女散花。氣動外形奇葩，所以飛行軌跡基本沒有什麼規則可言，對防空導彈的機動能力是個大考驗。

最最最重要的一點，隕石在大氣內的飛行速度一般都在6馬赫以上，像俄羅斯那次就是10馬赫的高速，現在反導導彈能攔截的最高速度也就3馬赫左右，加上蛋疼的氣動外形，低可探測性，你想像一下吧。

就算擊中了，你覺得那點威力能奈何得了？

我其實一直在好奇：如果美國覺得中國在監控，俄國認為日本在監控，其實大家都沒在監控。最終會怎麼樣。。。

我想提醒一下「核彈流」
目前世界上運載能力最大的火箭是法國的「阿里亞娜」,低軌運載能力21噸.歷史上運載能力最大的是美國的「土星5」,可以將118噸有效載荷送入近地軌道,47噸有效載荷送入月球軌道，不過它在70年代就停產了
當時美帝做一枚這東西花了3年
而5000w噸當量的大伊萬重達26噸

轉一篇報道吧。

隕石襲地球導彈能攔截嗎？

2月15日，俄羅斯城市車裡雅賓斯克發生罕見「隕石雨」，致千人受傷，本報連線中科院紫金山天文台王思潮研究員以及著名軍事評論家宋忠平，從科技及軍事角度就相關問題進行解讀：

華商報：現有科學技術能否預測隕石到來？若巧遇隕石雨，普通民眾如何自保？

王思潮：目前對隕石與小行星並無明確界限，直徑1米以上的隕石都可稱為小行星。而俄羅斯「隕石雨」事件的發生一點徵兆都沒有，這表明目前人類對小行星的監測仍不盡如人意，尤其是直徑僅有幾米的小行星，由於此類小行星個頭小、非常暗，因此很難被觀測到。

但之前蘇丹上空爆炸的2008TC3，直徑僅為2至5米的小行星，卡特林那巡天系統預報其將於2008年10月7日02：46（UTC）撞擊地球，並在蘇丹上空爆炸，成為天文學家首次成功對小行星撞擊地球做出的提前預報。但這種預報之後再未發生，說明全球天文學界需進一步提高觀測水平，防患於未然。

對於普通民眾來說，若巧遇隕石雨，最好躲避至屋內，且遠離玻璃，若在曠野，最好抱頭蹲地。

華商報：如俄媒體所稱用地對空導彈擊碎隕石，從技術上來講是否有實現可能？

宋忠平：這種可能性不大。若真如俄羅斯媒體所稱運用導彈攔截，理論上來講，攔截隕石必須先弄清楚隕石種類，因為隕石本身包括不同種類，這樣才能採取相應方式：大體分為石隕石、冰隕石和鐵隕石。對冰隕石來說，無導彈打擊的必要，它在穿越大氣層後會自動蒸發；石隕石可能會在穿越大氣層時爆炸，形成一系列碎塊，俄羅斯的隕石就屬於石隕石。但是檢測隕石種類目前已屬不易，更別談打擊。第二，俄羅斯此次隕石屬於石隕石，穿越大氣層後會形成一系列小碎塊。其最大重量或為10噸，進入大氣層爆炸後才形成各種碎塊，俄羅斯何時實施攔截，若在石隕石已形成碎塊後，也並無太大意義。

第三，隕石從外大氣層進入大氣層的速度非常快，一般導彈最多能達到25馬赫，而隕石可以達到50馬赫，因此從擊中性的角度來看，比較難實現。

第四，導彈通常配置姿態控制系統，調控導彈進入大氣層後速度降低，不被燒毀，使其穩定姿態攻擊目標。但隕石進入大氣層後完全是加速度運動，何時進行攔截很難估算。

最後，我認為在小行星或隕石還未進入大氣層之前實施攔截，技術上實現的可能性較大。另外，通過高能的激光武器或粒子束武器實施打擊，是目前我認為最可行的方法，但對地外小行星打擊，應盡量將這些武器部署在地球軌道附近，目前大部分都部署在地面。

因此就目前的技術水平，早發現、早規避、劃定危險區讓可能有危險的人儘快疏散是比較好的方法之一。

俄專家：目前跟蹤攔截隕星「不可能」

據俄羅斯專家分析認為，現階段跟蹤、攔截隕星實屬「不可能」。

俄羅斯戰略和技術分析中心主任魯斯蘭·普霍夫在接受媒體採訪時表示，目前還沒有哪個國家可以真正解決小行星威脅地球的問題。在可預見的未來，以某種方式實施攔截是不可能的。即使未來使用某些系統可以實現攔截，也不會大量應用，因為費用非常昂貴。

包括俄羅斯在內的一些國家擁有追蹤觀測小行星的系統，但暫時不夠先進。俄緊急情況部國家危機情況管理中心主任伊戈爾·索洛霍夫說，這顆隕星（指墜落在俄羅斯車裡雅賓斯克州的隕石）太小了，我們無法對其跟蹤。

俄羅斯聯邦航天局戰略規劃管理和目標項目部部長尤里·馬卡洛夫說，隕星墜地速度很快，進入大氣層的角度非常小。因此，使用現有手段對其進行跟蹤是不可能的。俄安全問題專家、《國防》周刊主編伊戈爾·科羅特琴科說，目前俄羅斯和美國先進的防空和導彈防禦系統都無法檢測到小行星的威脅，只有大功率的雷達系統才能監控近地空間。

俄羅斯負責軍工領域的政府副總理羅戈津說，為了預報並防止危險天體接近地球，世界上主要國家需要聯合起來，此次事件更證實俄方這一倡議的現實性。

http://i.ifeng.com/news/news?aid=54072929vt=5ch=rj_bd_memid=

不過是塊石頭，看我把它推開。

不能，沒有大肆宣揚就說明做不到。因為這個世界似乎並不低調。

請參見~~~

ふざけるな!　たかが石ころ一つ、ガンダムで押し出してやる!
牛高達可不只是好看而已！

不用擔心洪志大師會發功托住它的

一般隕石對於地球撞擊產生的毀滅，大概都是在一個城市的範圍，跟核爆差不多威力吧

核潛艇的發射可以全球範圍內任意打擊，但似乎都是投射，核彈能以極快的速度與高空中的

隕石撞擊產生引爆？這點很存疑，第一個是精確隕石位置很難，第二個是核彈發射速度到底能多

快。

其實這個問題一拳超人中已經完成過這種壯舉，普通的導彈發射對隕石的影響性幾乎可以忽略不計

還是上禿頭一拳打爆隕石吧

可以阻止飛向隕石的地球。

我個人認為吧，就目前為止，人類尚且具備一定的觀測能力，但是能不能阻止較大的隕石飛向地球，還是個有待解決得問題…

目前人類難以齊心協力，我甚至懷疑即使檢測到也會為了保持人類社會穩定而不說。目前人類監測系統還是很靠譜

其實我覺得這個問題關鍵是時間和小行星的初速，
小行星上面引力很少，可以一堆高速Rocket直接拆解的，如果km級別的話，分散的碎片不用擔心重新聚集起來，而且目前的火箭速度是考慮到剎車的吧，真遇到這個問題，火箭速度還是會提升的，相對於時間，當量應該是次要的問題，減速設備、溶解什麼的效率太低了，而且變軌的動能可以從小行星本身獲取（這個一樓也提到），然後我估計會是在最早的時間發射大量穿透火箭，以小行星軌道切面直接撞擊爆炸拆解一部分，改變軌道再說。
速度越快越難改變，時間越短越難準備。如果這兩個變數不變態的話，目前的技術應該還是可行的。

巴茲奧爾德林提出過衛星牽引法。
所以關鍵是觀測和計算問題，提前預知就能預防。

看過一部美國片，就是用核彈將隕石炸毀，不是導彈搭載是把核彈頭帶到隕石上，成功了。雖然只是電影，但我覺得還是可行的。