Нет.

При задействованных энергиях ни один известный сетевой материал не мог остановить астероид, который был достаточно большим, чтобы представлять угрозу. Даже если бы это было возможно, «остановка» астероида все равно оставляет вам всю эту энергию, которую нужно рассеять. И он рассеется в мощном взрыве.

Энергия

Вы можете получить приблизительное представление о масштабах такого рода проблем, рассчитав задействованные энергии.

Используя калькулятор столкновения , мы находим каменистый астероид размером 10 км (размером один раз в 100 миллионов лет) с плотностью около 3000 кг/м^3 и массой около 1,6e15 кг. На скорости 18 км/с это колоссальные 2,5e23 Дж.

Это примерно энергия, если мы поместим весь наш уран-238 в реактор сразу. Это в 10 раз больше всех наших запасов угля. Это 60 000 000 мегатонн, 1 миллион Царь-бомб. При столкновении с землей образуется огненный шар диаметром более 100 км и кратер диаметром 75 км и глубиной 1 км.

Никакая сеть какого-либо известного или предполагаемого материала не может остановить это. Он пройдет сквозь него, как будто его и не было. Если бы сеть каким-то образом держалась, все, что ее держит, порвалось бы. Подробности смотрите в ответе World Outsider .

А если бы сеть выдержала?

Давайте предположим, что сеть и любые крюки, к которым она прикреплена, держатся... каким-то образом.

Большинство астероидов представляют собой груды гравия, свободно удерживаемые вместе под действием силы тяжести. У астероида такая масса и столько энергии, что он распадется и пройдет прямо через сеть. Небольшое количество энергии будет потеряно при прохождении через сеть, что вызовет взрыв, но большая часть останется. Теперь вместо одного большого ударного элемента у вас есть дробовик из меньших, но с той же суммарной энергией.

Что, если бы сеть выдержала, как и астероид?

Предположим, что сеть держится, небесные крюки держат и астероид не распадается. Это бесполезно, если мы не сможем остановить это. Как говорится, убивает не падение, а внезапная остановка в конце.

Когда 1,6e15 кг движется от 18 км/с до 0, энергия должна куда-то деваться. Вместо того, чтобы удариться о землю и взорваться, ваш астероид ударится о сеть и взорвется. Сколько урона он наносит, зависит от того, как быстро он взрывается и как высоко находится сеть. Чем выше сеть, тем медленнее она может замедлять астероид. Нам нужно сделать эту остановку как можно более неожиданной или далеко за пределами атмосферы Земли, где она нанесет меньше вреда.

Конечно, чтобы остановить его, нам нужно 2,5e23 Дж энергии... взмах рукой .

Чтобы рассчитать, насколько быстро сеть должна замедлить астероид, мы используем кинематическое уравнение ...

• $v_f$наша конечная скорость, 0
• $v_i$наша начальная скорость, 18 км/с
• $a$как быстро мы должны замедлить его.
• $d$это расстояние, на которое мы должны его замедлить.

Мы хотим знать для заданной высоты над атмосферой, dкак быстро нам нужно замедлить астероид, a? Итак, найдите aи подставьте различные значения d...

Подставьте наши константы$v_f$и$v_i$...

И давайте поиграем с некоторыми расстояниями.

• Может быть, ваша сеть зацепилась между двумя очень высокими горами высотой 9 км. Он должен замедляться со скоростью 18 км/с^2, или 1800 г, за одну секунду. 2,5e23 Дж, высвобождаемое за одну секунду, составляет 2,5e23 Вт или в миллион раз больше энергии, полученной от Солнца за это время. Он взрывается.
• На высоте 100 км, где начинается космос и висит на... чем-то... ему нужно замедлиться со скоростью 1,62 км/с^2 или около 165 g за 11 секунд, высвобождая 2,3e22 Вт, или в 100 000 раз больше энергии Солнца, в атмосферу.
• На геостационарной орбите на расстоянии 42 000 км ему достаточно неторопливой скорости 3,8 м/с^2 в течение 4700 секунд. Это 5,3e19 Вт или в 300 раз больше мощности, получаемой от Солнца в течение часа. Будет очень жарко, я не уверен, как рассчитать, насколько жарко, но вы, вероятно, не хотите подпускать его слишком близко к Земле.

Если вы хотите знать, какой ущерб он нанесет, когда «он взорвется», я нашел для вас эту восхитительную статью: « Карта высоты взрыва на основе моделирования для прогнозирования ущерба от взрыва астероида » .

Играйте в долгую игру.

Если у вас достаточно времени для создания сети, есть гораздо лучшие варианты. Вы пользуетесь тем, что космос очень, очень большой, а Земля относительно маленькая и движется очень, очень быстро. Это шар длиной 13 000 км, движущийся со скоростью 30 км/с в пространстве объемом миллионы миллионов миллионов км^3. И движется со скоростью 30 км/с.

Если вы дадите астероиду небольшой, но постоянный толчок достаточно рано, он промахнется.

Одна ракета Falcon Heavy развивает тягу около 25 000 кН. Если он толкнет наш астероид массой 1,6e15 кг, он создаст ускорение 1,5e-11 км/с^2 . Это немного, но за год (я не спрашиваю вас о ваших скайхуках, вы не спрашиваете меня, как мы заправляем ракету на астероиде в течение года) это изменение 0,5 м/с . Опять же, не много, но за год это разница в 16 000 км, которой достаточно, чтобы промахнуться мимо Земли.

Извините, это никак не сработает.

Если предполагается, что сеть остановит метеор либо упруго поглощая его кинетическую энергию (а затем, может быть, отбрасывая его назад?), либо неупруго поглощая всю его энергию и преобразовывая ее в тепло, она должна механически взаимодействовать с телом.

Механические взаимодействия в любом теле распространяются со скоростью звука, которая для металлов составляет около 5 км/с, а для алмаза — 12 км/с. Это означает, что какой бы материал ни был выбран, метеорит будет двигаться в него со сверхзвуковой скоростью.

В переводе материал сначала увидит в себе дыру, а затем заметит, что его что-то ударило вместе с распространением большой ударной волны.

Единственной попыткой может быть укладка слоя материала сравнимого размера на пути метеорита, возможно, направленного против него, и надежды на то, что удар разорвет его на части (хотя это, вероятно, оставит вокруг большой кусок слившегося материала). ). Но так как вы хотите сетку (либо на планете, либо разложенную в космосе), думаю, это исключено.

Здесь мы можем выполнить простую математику, чтобы увидеть, как на самом деле выглядят наши ограничения.

Давайте предположим, что метеор в основном сделан из железа, потому что я слышал, что это обычная композиция где-то в музее. Предполагая сферическую форму, это будет около 3,3 * 10 ^ 16 кг . Таким образом, кинетическая энергия метеора составит 5,3 * 10 ^ 24 Дж . Предположим, что это кинетическая энергия при контакте с нулевой потенциальной гравитационной энергией. Из любопытства, однако, поскольку скорость убегания Земли составляет 11,2 км/с, 11,2 ^ 2 = 125 и 18 ^ 2 = 324, и поэтому гравитационная потенциальная энергия составляет максимум 38% от общей энергии метеора.

Теперь вы должны иметь в виду одну фундаментальную вещь: если вы действительно действительно хотите остановить метеор, а не отклонить его, то это количество энергии, с которым вам придется иметь дело. Вы можете рассеять его, вы можете отразить его, вы можете съесть его (разрушение), но, несмотря ни на что, это ваша исходная сумма вашего вызова. Это много энергии . Это эквивалентно 25 миллионам Царь-бомб . Как вы сетью поглощаете энергию 25 миллионов Царь-бомб? Вольфрам альфа даже описывает это количество энергии как 11-кратное предполагаемое количество энергии удара метеорита Чиксулуб, уничтожившего динозавров.(правда, наши расчеты очень примитивны, например, железная сфера). Как остановить 11 астероидов Чиксулуб с помощью сети? Это вопрос, который вы также можете задать.

К счастью, у вас очень приличный бюджет. Итак, давайте придумаем решение!

Опять же, чтобы подчеркнуть, мы должны рассеивать энергию. Когда вы ловите бейсбольный мяч в перчатке или ударяете по теннисному мячу ракеткой, энергия рассеивается за счет звуковых волн, напряжения, напряжения и теплоты трения ловящего устройства. В более экстремальных сценариях захвата ловящее устройство специально разработано для преднамеренного разрушения , чтобы рассеять большое количество энергии (например, настольные пилы с датчиками плоти или зоны деформации в транспортных средствах ). Вероятно, наш лучший подход к сети — это сделать ее из чего-то действительно прочного, но не для того, чтобы мы могли удерживать метеор в небе, а для того, чтобы метеору приходилось тратить массу энергии, когда он разрывает сеть.

Вот как я это себе представляю

Вы делаете сеть из тонны углеродных нанотрубок. Вы рассеиваете энергию, планируя разрушение углеродных нанотрубок. Я не инженер-механик, но я посмотрю, что я могу сделать с грубыми расчетами. Судя по всему, исследователи разработали высокопрочные пленки из углеродных нанотрубок с пределом прочности при растяжении до разрыва до 9,6 ГПа. Скажем, в следующие 50 лет мы получим это значение до 10 ГПа (будучи консервативным). Похоже, что углеродные нанотрубки обычно выдерживают растяжение примерно на 15–20 %, прежде чем сломаться. Итак, если у нас есть сеть, состоящая из углеродных нанотрубок в одном направлении, в квадрате 10 км на 10 км, то если сила приложена к сети равномерно (таким образом, что натяжение является основной действующей силой, и мы игнорируем силы сдвига), мы можем узнать, сколько энергии требуется, чтобы разорвать сеть при любой заданной толщине сетки.

• Давление при разрыве сети = 10 ГигаНьютон/метр^2
• Усилие при разрыве сетки = толщина сетки * ширина сетки * давление при разрыве сетки
• Энергия при разрыве сети = сила при разрыве сети * расстояние, на котором действует сила

Так

• Энергия при разрыве сети = (15% * 10 км) * (10 км) * толщина * (10 гиганьютонов/метр^2), или другими словами...
• Энергия при разрыве сетки/толщина = 1,5*10^17 Ньютонов

Итак, если мы хотим остановить снаряд мощностью 5,3*10^24 Джоуля, нам нужна сеть из углеродных нанотрубок длиной 10 км, шириной 10 км и........

36.... МИЛЛИОНОВ метров толщиной!

Глянь сюда

Я на самом деле впечатлен!! Моя первая редакция этого ответа была невероятно смешной! при 18 м/с нам нужна нанотрубка толщиной 3,8 метра… но при 18 км/с нам нужна сеть толщиной 36 миллионов метров! Опять же, при 10 км в ширину и 10 км в длину... 36 миллионов метров в 5,6 раз больше радиуса Земли .

Вы также можете настроить его, если вы посмотрите на формулы. Если вы увеличите расстояние растяжения, вам не понадобится такой толстый материал. Но это просто никогда не компенсирует это необработанное количество энергии. Это упражнение по ловле метеоров в основном бесполезно. но весело в любом случае!

Как работают термины, вы можете прищурить глаза и сделать другую сеть в зависимости от того, как вы ее интерпретируете. Приведенные выше расчеты говорят нам не просто о некоторых размерах, а, по сути, о необработанном объеме углеродных нанотрубок, необходимом для рассеивания этой энергии при разрушении при растяжении. Таким образом, получается 3,6*10^15 м^3 углеродных нанотрубок. Срезав несколько очень серьезных углов, вы можете гипотетически расположить громкость так, как вам хочется. Кабель 1 м ^ 2 длиной 3,6 квадриллиона метров, кабель 10 км x 10 км длиной 36 миллионов метров или

Квадратный батут размером 10 000 км x 10 000 км и толщиной 36 метров.

Это 10 ^ 8 квадратных километров, что составляет 67% площади суши Земли, и предполагается, что 10-километровый метеор может рассеивать энергию РАВНОМЕРНО по всей этой поверхности.

Имейте в виду, что энергия — не единственный важный фактор. Импульс тоже всегда сохраняется. Таким образом, независимо от того, как вы рассеиваете энергию, если вы не отклоняете импульс, весь импульс метеора на 100% в конечном итоге пройдет через земную кору. Будь то взорванный материал нанотрубок или сила, проходящая через структуру, поддерживающую сеть, все это в конечном итоге вернется обратно в земную кору.

проблема с пространством заключается в том, что у вас нет поддержки, чтобы поглотить удар. Если только вы буквально не покрыли планету огромным слоем геля, как это делают в лабораториях для испытания пуль, какой бы жесткой ни была сеть: эта гора либо разобьет ее, либо толкнет так, что в конце концов вы получите, чтобы сеть рухнула на нее. поверхность.

Если ваша цивилизация не имеет проблем с бюджетом и хочет попробовать что-то экстремальное, им следует построить на орбите БОЛЬШОЙ кирпич, чтобы стрелять ядерными винтами по астероиду. То, что имеет большую массу и более высокую скорость. Никаких ухищрений, просто камень, который нужно швырнуть в другой камень, чтобы он сбился с курса.

Стальной трос, я делаю определенные предположения о профиле миссии, но мой основной аргумент заключается в том, что вам не нужна эластичность, и вам не нужно так многопрочность на растяжение, поэтому используйте то, что вы знаете и что может быть изготовлено с использованием существующей инфраструктуры в соответствии с высокими и предсказуемыми стандартами. Миссия, за которую я ратую, — это дальний захват, астероиды следуют предсказуемым курсом, поэтому их можно перехватить в любой точке этого известного пути. Сеть отправляется вверх и перехватывает ее с очень низкой относительной скоростью, а затем использует низкоимпульсные ионные двигатели, чтобы сбить камень с курса с минимальной передачей напряжения метеору. Я не думаю, что вы можете использовать наземную сеть, чтобы сделать улов, когда камень находится в атмосфере, главным образом потому, что камень будет настолько горячим, что он мгновенно испортит любой материал, который вы можете использовать, и расплавит/разорвет его. путь через.

В то время как другие ответы показали, что строгая интерпретация вашего запроса на несколько порядков отличается от какого-либо измеримого эффекта, есть несколько более правдоподобных планов, которые могут быть результатом аналогичных стратегий. Например:

1. Зона смятия тектонической плиты

Определите место, где метеор приземлится, и спроектируйте его так, чтобы он поглотил большее, чем обычно, воздействие — например, отсоедините его от окружающей плиты или уменьшите его плотность до точки, где метеор по существу проходит сквозь него. (другими словами - "выкопать яму") это может очень незначительно уменьшить или сдержать урон

2. Ejecta-net

Метеор нельзя остановить, но сеть, предназначенная для ловли всех камней и пыли, которую он запускает, может быть немного ближе к правильной стороне физики. Я рекомендую начать с формы «вулкана» высотой 100 км с 10-километровой шириной и чрезвычайно глубокой дырой посередине. Если вы сможете спроектировать его так, чтобы он схлопывался внутрь, когда прилетает метеор, было бы очень круто смотреть, пока наступает конец света.

Чтобы подкрепить этот конкретный план некоторой математикой, мы можем считать, что оптимальная версия этого примерно эквивалентна падению горы на вершину метеора сразу после его падения — если гора достаточно тяжелая, она будет содержать энергию.

Метеор чуть менее 200 км ^ 3 примерно такого же размера, как гора Эверест (если рассматривать его как конус, ведущий к уровню моря). Следовательно, мы можем предположить, что добавление 1 горы Эверест распределит энергию по вдвое большей массе, а добавление 999 распределит энергию по массе, в 1000 раз превышающей массу.

К сожалению, на следующем этапе я не уверен, какую формулу использовать правильно, но для уменьшения средней скорости в 100 раз, по-видимому, потребуется в 100 или 10000 раз больше массы. Следовательно, это решение требует чрезвычайно крупномасштабного проектирования.

3. Сеть антивещества.

Сеть, состоящая из достаточного количества антивещества, предотвратит падение метеора на планету, главным образом потому, что планеты больше не будет.

4. Переопределение терминов

Если вы построите сеть на околоземной орбите, а затем переопределите «поверхность планеты» как саму сеть и мигрируете все население, она может пережить большую часть воздействия метеорита.

Удачи.

Несмотря на всех скептиков, я скажу да. Просто потому, что в вашем распоряжении бесконечное время, бесконечные деньги, неуязвимая поддержка и все ресурсы земли. Если мы построим новолуние как можно выше на этих опорах и воздействуем на него, то он уже поглотит большую часть энергии, а остальную выбросит в космос.

Большая плохая проблема в основном заключается в том, что метеор падает на Землю, и он перестает иметь значение, если попадает на поверхность, поскольку его энергия будет передана земле, все 60 000 000 мегатонн (из ответа Шверна). Но вопрос в том, какой энергии. Если вы сделаете самый большой в мире однопоршневой двигатель с несколькими километрами абляционного материала внутри, чтобы сжечь его при ударе, вы сможете преобразовать значительную часть энергии взрыва в кинетическую энергию, и большая часть выбросит верхнюю часть кузова в космос. Затем вы можете потратить годы на замедление поршня, создавая с его помощью электричество.

Поршень — не вариант, но я просто показываю, насколько важно, куда уходит энергия и как ее хранить. Лучше всего терять энергию при деформации и преобразовании материи. Графен, вероятно, является одним из лучших материалов, если он оправдывает свои обещания. В 5-300 раз прочнее стали, способный выдерживать немного больше тепла, чем поверхность солнца, и очень гибкий, он кажется хорошим базовым элементом для строительства. Это чистый углерод, так что у нас достаточно материала для хорошей большой сети.

Что вы делаете, так это создаете блюдо. Метеор попадает в центр, энергия рассеивается по краям тарелки, и большая часть энергии и газов выбрасывается обратно в космос.

Мы используем железобетон для защиты от почти прямых попаданий ядерных ракет мощностью около 320 000 тонн в тротиловом эквиваленте, толщиной до 14 дюймов / чуть менее 50 см. Бетон, армированный графеном, более чем в два раза прочнее. Ученые/усилитель/ ), но, к сожалению, я не могу найти, насколько сильнее будет чистый графен. Тем не менее, графеновому бетону потребуется толщина 4,1 км, чтобы остановить ваш метеор. Предположим, что чистого графена потребуется меньше. Это подкладка, куда падает метеор. Чем дальше по тарелке, тем меньше нужно материала.

Как говорится в других ответах, самой сети почти невозможно физически остановить метеор. Как насчет того, чтобы сеть была не всем ответом, а лишь частью ответа.

Что-то, с чем играли (в книгах, а также в реальности), стреляет электронным лучом в цель, а затем перемещает заряженный материал рядом с ней, чтобы заставить ее отклоняться.

Таким образом, вместо того, чтобы сама сеть была тормозной силой, это сеть, позволяющая пропускать через себя широкие электронные лучи, в то же время собирая достаточно заряда, поэтому она получает тот же заряд и пытается действовать как более Материал на основе магнитосферы. Размер самой сети помогает предотвратить ее смещение массой метеоров.

Конечно, даже если бы сам общий заряд стал огромным, его все равно было бы недостаточно, чтобы что-либо остановить — вместо этого он предназначен для корректировки курса метеора, когда он подходит достаточно близко к земле, что представляет опасность — если это не совсем так. получил достаточно сил, чтобы заставить его полностью пропустить планету, он все равно должен дать достаточно, чтобы только коснуться атмосферы, вызывая перегретый газ и, возможно, некоторое разрушение, но не серьезное прямое воздействие на саму поверхность.

В качестве дополнительного бонуса это можно использовать для запуска сетевого шара со встроенным ионным лучом в сторону любых метеоров — в отличие от ракеты, которая должна активно воздействовать, чтобы что-то сделать (и при этом оставлять фрагменты метеора, летящие на Землю), для этого требуется только подойти достаточно близко, чтобы слегка подтолкнуть его, возможно, кумулятивный эффект с последней линией защиты, сетью планет - обычно она существует только для того, чтобы помочь легко вывести космический мусор с орбиты ...

Вопрос сформулирован хорошо структурированно, и жаль, что он оказывается таким ограничительным. И уже есть хорошие ответы на этот счет.

Но вообще нужен не материал, а набор технологий/подходов для более активного противодействия угрозе.

Да, 10-километровый астероид — это большая вещь, и в его кинетической форме хранится значительная энергия.

Но если вы запустите с поверхности в 10 раз больший предмет с космической скоростью, чтобы столкнуться с этим предметом, большая часть обломков столкновения улетит.

Так что, если бы вопрос был о способности противодействовать этой штуке с поверхности земли без присутствия человека в космосе или наличия космических технологий, то я бы сказал, что это возможно. Это возможно несколькими способами, но есть проблеск в одном из них.

https://youtu.be/6KKNnjFpGto?t=62

в то время не обращайте внимания на повествование, это не имеет значения в данном случае, это просто иллюстрация.

Скриншот есть, но его лучше видно в динамике. можно обратить процесс вспять, так что набор волн, генерируемых в материале, может выбросить каплю из системы.

И такая капля может быть 10-30-километровым куском чего-то, направляющегося навстречу нашему незнакомому астероиду.

с точки зрения материалов, что делать или что снимать, может быть, эта статья может быть чем-то полезна для этого, и может быть полезно прочитать Как я могу сдвинуть планету? на что оно ссылается.

В ответе Мэтта есть предложение «Зона деформации тектонической плиты», и оно также может быть расширено. Или мы потенциально можем создать среду с более высокой плотностью на пути астероида, так что вместо того, чтобы астероид начал взрываться на высоте 20 км над земной поверхностью, он может начать делать это и более на высоте 100 км.

но на самом деле, с ним гораздо проще справиться в космосе.