巨大隕石の落下に人類の科学技術で阻止できるでしょうか

Question

中生代後期に巨大隕石の落下で地球環境が大きく変わり　恐竜を含む生物の大量絶滅が起こりましたが　仮に近い将来に同じ様な巨大隕石が落下する事が調査で判明した場合に　人類の科学技術でこれを阻止する事は可能と思いますか？　例えば20年後に衝突する事が判明し　大きさはだいたい中生代の頃と同じ直径10キロくらいと想定した場合などで。

moritan2 · Accepted Answer

衝突の前に一度接近してくれるなら、その時に近くで核爆弾を爆発させて少しでも軌道を変化させれば、衝突は避けられると思います。わずかの運動の変化でも十分な時間があれば軌道はかなり変化するはずですから。

現在はある一定以上の大きさで地球の近くを通過する小惑星は登録されていて監視されていると思います。20年後ならアポフィスが接近します。地球からわずか32500kmまで接近するはずです。しかもこの時の地球への接近により地球の重力の影響を受けて軌道が変わりその次の接近の時に衝突するの可能性が0とは言えないはずです。しかし衝突するならこの時の観測でわかると思います。

MVX250F001 · Answer

やはり真空中で爆発させたとしても運動エネルギーに転換されるのは微々たるものでしたか
いや、もしかしたらエーテルが衝撃波となって隕石を動かすかも（笑）

暴れん坊将軍で隕石が江戸に落ちるエピソードがありましたが、地球上のそれも江戸近郊というものすごいピンポイントで軌道を予測した劇中の天文学者（実在の人物がモデル？！）は当時の観測機器でこれだけの精度をだしたのですから、大天才か奇跡的な偶然ですね

しかし、軌道が予測できたとしても善後策は江戸時代も現代も大差ないのでしょうか

自転車のチューブを買い込んで新鮮な空気を確保・・・
あ、これは彗星対策それもぶつからない場合でしたね（笑）

あるいは伊達じゃないνガンダムで押すとか（笑）

オタ話、スルーしてください

isa-98 · Answer

＞大きさはだいたい中生代の頃と同じ直径10キロくらいと
想定した場合。

将来、質量を変えるだけで何事も無かった事のように
その隕石の軌道を自在に変える人材が現れてくれると信じています。

私が今出来るのは、
核熱では部分融解はするだろう。
質量ｍ自体はそのまま残り、死の灰の軌道上に地球がある。
殺戮兵器では平和にはなれないよ。

と言う事ぐらいです。

masa2211 · Answer

結論からいえば無理。

巨大隕石を爆破する場合。
地上で石灰石の場合ですが、爆破するのに必要な爆薬のは石灰石1トンあたり100ｇ。
http://www.mmij-kyushu.com/rock/slope/H20_13th/13th_Taiwan.html
この量は、岩石に穴をあけ、穴に爆薬を詰めた場合であり、穴を開けないときは
更に多量の爆薬が必要。しかしこの値を使うとして、
巨大隕石は1.4*10＾12トンなので、爆薬量は140メガトン。
水爆数発分なのでなんとかなりそうですが、1.4兆トンの岩塊が落ちる代わりに
大岩～玉石が数兆個落ちてくるから、地球全体がたたきのめされます。
かえって被害は増えるかも知れません。


軌道を変える場合。
まず、軌道予測の問題があります。
軌道予測しやすい軌道ということで、隕石も地球近辺をまわる軌道（周期1年）だとして、
地球自体が秒速約16kmなので、巨大隕石も秒速約16kmで動いています。
＞直角方向に時速100m（0.03ｍ/ｓ）の速度を与えることができたら、隕石は10年かけて約9000km軌道がズレます
直角方向でなく、向かってくる速度を変えても軌道はズレてくれるのだけれど...
これって、別の問題が。
巨大隕石の速度が160000.00m/sでなく16000.03m/sである、と、実に、有効数字7桁まで判明している
ことを意味します。ここまで正確に判明していて、はじめて時速100mの速度変更が意味を持ちます。
でないと、速度変更してもぶつかる可能性が残る（というか、確率はほとんど変化しない）ので速度変更の意味がありません。
こんなに精度良く計測するのは無理。
また、速度を変えた結果、ぶつかるのが1年早く（遅く）なる可能性も。

それでも計測できたとして、爆撃するとします。
史上最大の水爆：旧ソ連のツァーリ・ボンバで、質量27トン、威力50メガトン（2×10^17J)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%84%E3%82%A1%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%BB%E3%83%9C%E3%83%B3%E3%83%90
史上最大のミサイル：米国のサターンV型。月に47ｔの貨物が送れる。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B5%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%B3_V
ということは、地球軌道近辺なら約45ｔの貨物（＝爆弾）が送れる計算ですが、地球の引力を振り切るのにエネルギーを使い果たして
地球との相対速度はゼロみたいなもの。一方、水爆の成分のトリチウムは、半減期12.5年なので、
10年もかけて隕石に到達させるのでは水爆が使い物になりません。
よって、貨物重量を減らすことになりますが、ツァーリ・ボンバは質量27トンなので大丈夫。
つまり、ちょっと未来なら、水爆を巨大隕石にぶつけるのに致命的な問題はなさそう。

で、うまく巨大隕石のド真ん中に命中したとします。深さ1キロも2キロもめりこむためのエネルギーは無いから、
表面で爆発したとします。
MVX250F001さんによると、爆発エネルギーの10％が隕石の速度エネルギーに転換するとしていますが、
運動量保存則により、そんなには速度エネルギーに転換しません。爆発エネルギーの500億分の1（＝水爆と隕石の質量比）くらい。
残りのエネルギーは、水爆の残骸（ヘリウムガス）が持ち逃げします。
こんな計算になります。
水爆の爆発物は、半分は宇宙に向かい、残り半分は隕石にぶつかってから跳ね返されるとします。
爆発物の速度：質量27000kgで2×10^17Jのエネルギーを持つから、速度は4*10^6m/s (=4000km/s)
　　　　※27000*(4.0*10^6)^2/2=2*10^17
　　　　※うまい具合に半分が隕石に向かうかどうか？斜めに向かうのがあるので、うまくいくわけないが、
　　　　　うまくいくものとします。
隕石の速度変化：運動量保存法則より、衝突前後でΣ(mv)は変化しない。
　質量13500kg、速度4*10^6m/sの運動が反転するから　爆発物の運動量変化は
　13500*4*10^6*2=1.0*10^11 (kg・m/s)
隕石の速度変化は
　1.0*10^11÷1.4*10^15=8*10^5m/s
速度を0.03m/s変化させるには、
　0.03/(8*10^5)＝400発
現実では実現できない理想的な条件で計算をしたはずなのに、50メガトン水爆が400発必要。
400発なら実現不可能とまではいえないけれど
当初条件の「速度を0.03m/s変化」でｏｋとするための計測技術の部分が実現困難であり、不可能ということになります。

gungnir7 · Answer

直径１０ｋｍとは大きく出ましたね。
緊急ですから、なりふり構わず核ミサイルで破壊するよりないでしょう。

広島型の原爆で広島城を崩壊させることができるのです。
バンカーバスターに搭載して四方から打ち込めば破壊できます。

宇宙に発射台を築くのに１０年、その間に平行して科学力の全勢力を傾けて
ミサイルを宇宙空間で飛ばす研究をすれば何とかなりそうな気もします。

ただし、その後の粉々になったデブリについては未知数です。
最近の研究ではこういった破片はやばいから網ネットで軌道を逸らそうという議論があるくらいですから。

ruehas · Answer

こんにちは。
「直径１０ｋｍ、２０年前」では、現在の技術ではほぼ不可能に近いようです。以前、ある科学雑誌に以下のような記事が載っていました。

「直径５００ｍ、１００年前」
これでしたら「３４．３トンの質量」を衝突させれば軌道を変えることができます。ところが、これが「１年前」に近付きますと、衝突させるべき質量は一気に「３，４３０トン」になるそうです。では、２０年前だとしましても、直径１０ｋｍだとこの何倍になるのでしょうか？？？

計算ちょっと分りませんが、間違いなく桁が違います。現在、ロケット一台で打ち上げられる質量は「だいたい３０トン」、それも地球からせいぜい数百キロの高さまでです。他所の天体まで飛ばそうと思ったら燃料の重さがこの何千倍に膨れ上がります。
やるとすれば、バラバラに打ち上げた質量を衛星軌道上で連結させて燃料タンクとエンジンを取り付ける。原子力ロケット・エンジンが開発されれば尚良いですが、どう少なく見積もっても燃料（推進剤）を含めて「何百万トン？？？」。理論的には可能ですが、現実には不可能に近いです。

衝突させるのは「質量」でなければなりません。核爆弾を命中させても軌道は変わらないと思います。
核爆弾の破壊力は「熱エネルギー」と「衝撃波」です。熱エネルギーでは軌道を変えることはできませんし、空気のない宇宙で衝撃波は発生しないです。核爆弾を使うならば、それは小惑星を直接破壊することのできるものでなければなりません。ロボットを送り込んで穴を掘り、核爆弾を埋めるというのが理想的です。
小惑星に推進装置を取り付けて軌道を少しずつずらすのも可能なことですが、これを運ぶのもまたたいへんです。更に、行った先の小惑星に化学燃料は売っていませんので、推進装置はどうしても原子力にしたいです。
原子力エンジンはあと１０年くらいで開発されそうですが、何れにしましても現時点、人類にとって直径１０ｋｍは成功の見込みのない超難事業ということになると思います。２０年という限られた時間の中で、望みのあるものは全て平行して行わなければなりません。
因みに現在の技術では、まだ「２０年後に必ず衝突する」という結果を予測することができません。２０年ならば可能性はかなり高いですが、本当に衝突するかどうかはそのときになってみなければ分らないです。

MVX250F001 · Answer

自分で計算してみます

直径10kmの隕石がほぼ球形で、組成は軽めのケイ酸塩鉱物タイプだとして、地球上の代表的ケイ酸塩鉱物の安山岩と同じ比重2.6と仮定すると、隕石の質量は

まず体積
4/3*π*5000＾3＝約5.2*10＾11立方m

これに比重と1立方mの水の重さをかけて

5.2*10＾11*2.6*1000＝約1.4*10＾15kg

これが時速100m（秒速約0.028ｍ/ｓ）になった場合の運動エネルギー

1/2*1.4*10＾15kg*0.028＾2＝約5*10＾11ジュール

核爆弾のエネルギーの10％が推進力として使えると仮定して
必要な核爆弾の総エネルギーは約5*10＾12ジュール

TNT換算1キロトンのエネルギーは4.18*10＾12なので必要なキロトン数は1.2キロトン

広島型原爆でも15キロトンなので、これでも必要十分過ぎるエネルギー

あれれ、意外と行けそうですね

15年後にもっと大きめの爆弾でも楽勝の気がしてきました

誤りの指摘・突っ込みは大募集中です

MVX250F001 · Answer

頑張って10年後に地球への進行方向に対し直角方向に時速100mの速度を与えることができたら、その後隕石は10年かけて約9000km軌道がズレます

ギリギリセーフかも

10kmの隕石を時速100mの加速度を与えるエネルギーはだれか計算してください

prowork · Answer

直径１０キロくらいの隕石でしたら映画のように核爆弾でなんとかします。

もし、数百キロの隕石でしたらいちかばちかで月に巨大エンジンを
取り付けて体当たりさせます。

「スペース１９９９」のように。

jukutyoux · Answer

提示された条件下ならまだ何とかなると思います。
　核爆弾で起動をずらす方法がとられると思いますが、二十年あれば超国際規模のプロジェクトを発足させ、詳細な軌道の計算、ロケットの開発等、死に物狂いで何とかするでしょう。この種の技術は大幅に進歩するかも知れませんwww
　まぁこれが数日しか期日が無かったり、数百キロクラスの超巨大隕石でしたらまずアウトでしょうけど・・・。

巨大隕石の落下に人類の科学技術で阻止できるでしょうか

衝突の前に一度接近してくれるなら、その時に近くで核爆弾を爆発させて少しでも軌道を変化させれば、衝突は避けられると思います。

やはり真空中で爆発させたとしても運動エネルギーに転換されるのは微々たるものでしたか

＞大きさはだいたい中生代の頃と同じ直径10キロくらいと

結論からいえば無理。

直径１０ｋｍとは大きく出ましたね。

こんにちは。

自分で計算してみます

頑張って10年後に地球への進行方向に対し直角方向に時速100mの速度を与えることができたら、その後隕石は10年かけて約9000km軌道がズレます

直径１０キロくらいの隕石でしたら映画のように核爆弾でなんとかします。

提示された条件下ならまだ何とかなると思います。

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