我们可能需要聚变动力火箭来阻止彗星摧毁地球

1994 年，格伦·沃登目睹了苏梅克-列维 9 号彗星的几块巨大碎片撞击木星，产生的爆炸威力大到从地球上都能看到。“如果它们撞击地球，我们今天就站不在这里了，”沃登最近在麻省理工学院的一次演讲中说道。

沃登是洛斯阿拉莫斯国家实验室的一名核聚变研究员，白天也是一名业余天文学家。

尽管巨型陨石撞击地球、毁灭文明的可能性很低，但威胁始终存在（问问恐龙就知道了）。而根据沃登的说法，可能只有一种方法可以阻止它：聚变火箭。这种技术还需要几十年才能实现，但沃登坚称，我们迫切需要投资来实现它。

“这个想法很‘离谱’，但也非常合乎逻辑，”他说。“当你手头有一个大问题时，你需要一个大答案。”

彗星的问题

科学家们想出了很多方法来阻止太空陨石撞击——例如，使用牵引光束或离子脉冲轻轻地将它们推离轨道。不幸的是，这些方法可能太慢，无法使彗星偏转。

彗星的到来几乎毫无征兆。它们的飞行速度是小行星的两倍，轨道可以将它们带到极远的地方，每隔 10 万年或 100 万年左右才会来到我们附近。许多彗星仍未被发现。而且由于它们通常颜色较暗，天文学家只能在它们开始被太阳加热时发现它们——这种情况发生在它们到达木星的距离时。

从这个距离来看，如果一颗大型彗星冲向地球，人类将有大约 6 到 18 个月的时间来抵御它。这对于牵引光束或离子脉冲改变其路线来说根本不够。

即使火箭在彗星靠近木星时击中它，它与地球的距离也不足地球与月球距离的一半。如果我们使用速度较慢的火箭，并在更晚的时候击中彗星（今天的火箭会在约 3000 万英里外击中彗星），就不可能将其偏转足够远以防止灾难性的碰撞。

如何转移致命彗星

沃登的提议是使用聚变火箭向即将来临的彗星运送核爆炸物。

第一步：发明聚变火箭

听起来并不简单，听起来也确实不容易。但根据沃登的说法，我们需要一枚比现有火箭快 20 到 40 倍的火箭，才能及时到达彗星，而要达到这样的速度，他说，我们需要核聚变。

几十年来，科学家们一直在讨论建造核聚变火箭，主要是为了快速探索太阳系并前往其他恒星系统。但由于从未真正需要这种火箭，这个想法被搁置了。还有一个问题是，核聚变很难。

“当你面临一个大问题时，你需要一个大答案。”

聚变发生在两个原子核（通常来自氢原子）相互碰撞并融合在一起时。在此过程中，它们会释放出巨大的能量，从而迫使其他原子核融合在一起并释放出更多能量，如此反复，形成连锁反应。这种核能将是清洁的，基本上是无限的。

主要的障碍是启动反应，这需要大量的热量，并且要在不投入比反应产生的能量更多的能量的情况下控制反应。国家点火装置和国际 ITER 项目等正在努力实现这一目标，但核聚变的重大突破可能仍需数十年时间。即便如此，我们也必须弄清楚如何制造出足够小的核聚变反应堆，以便装在火箭上。

沃登希望通过唤起人们对彗星危险的关注，让研究领域更加紧迫。不可否认的是，他自己的核聚变研究将从由此产生的任何资金流入中获益。

《大众科学》杂志邀请美国宇航局的科学家对核聚变火箭的可行性和必要性进行评论，但我们的尝试遭到了新闻办公室的阻挠。

第二步：用核炸药点燃彗星表面

当发现一块巨大的、快速移动的太空岩石在短时间内朝地球飞来时，科学家们一致认为，我们需要引爆炸药来阻止它。

但与电影《世界末日》不同，他们不会使用炸药炸毁彗星本身。相反，炸弹会在距离彗星约半英里的地方爆炸——足够近以加热彗星并导致彗星表面物质沸腾。这种物质的喷射实际上将彗星变成了火箭。它改变了彗星的速度，进而改变了它绕太阳运行的轨迹，有可能使它偏离与地球的碰撞路线。

沃登估计，爆炸可能会使彗星的速度减慢约 10 米/秒。这听起来可能不是很多，但如果炸弹在彗星抵达地球前 3 到 6 个月爆炸，那么所有这些时间加起来，到彗星接近地球时，其轨迹将改变约 15 万公里（93,205 英里）。这仍然是一次非常惊险的撞击，但比正面相撞要好得多。

我们为什么需要聚变火箭？

为了在 6 到 18 个月的预警时间内将炸弹送到彗星前方，它需要快速到达那里，移动速度与彗星大致相同。在去年秋天发表的一篇论文中，沃登和他的同事给出了大约每秒 53 公里的目标速度。

不幸的是，地球上最好的化学火箭的速度约为 4.5 公里/秒。

新视野号是有史以来发射的最快的航天器，速度达到 16.2 公里/秒，但它在飞过木星时获得了速度提升，但这会耗费时间，而且只有行星恰好排列正确时才能发挥作用。

裂变动力火箭一直在进行测试，但它们的速度只能达到约 8.5 公里/秒。

聚变驱动的火箭的速度可达每小时 2,237,000 英里。

另一个更老的想法是发明一种由我们已有的核弹驱动的航天器。核弹会一个接一个地爆炸——砰砰砰，沃登说——同时烧蚀板会保护航天器免于燃烧。这种方法可能能够及时将航天器送达彗星。然而，如果彗星出现，世界将需要储备数千枚新制造的核弹，这似乎不是一个确保地球安全的好策略。

沃登说，像《星际迷航》中那样的反物质火箭也会非常有效。“问题是我们没有反物质。很难找到。”

对他来说，目前最可行的方案是使用聚变火箭，他的团队计算出其速度可能达到约 1000 公里/秒。

其他收益

如果我们的航天器能够以每秒 1,000 公里（约合每小时 2,237,000 英里）的速度飞行，那么我们的航天器可以在不到两周的时间内到达木星。

虽然这次旅程很短，但真正制造出一枚核聚变火箭可能需要 30-40 年甚至更长时间。

如何实现

要使聚变火箭成为现实，可能需要美国宇航局行星防御办公室、能源部以及国防部的合作。

沃登说，目前的主要重点是寻找和追踪小行星和彗星，但需要转向开发偏转能力。

那么开发核聚变反应堆需要多少钱？沃登估计，每年 100 亿美元的投入将使这项研究走上正轨。

每年投入 100 亿美元，我们可以在 3-4 十年内制造出一枚聚变火箭。

100 亿美元是一大笔钱。但另一方面，每艘军用航空母舰的成本为 130 亿美元。美国人每年在化妆品上的花费约为 390 亿美元。每年花费 100 亿美元来确保我们物种的生存真的是要求太高了吗？

“每年都会发现十几颗新的长周期彗星，”沃登说，“这就像太阳系里一场巨大的弹球游戏，问题只是什么时候，而不是是否会有一颗彗星真正来到我们身边。”