两年前，美国宇航局（NASA）的一艘宇宙飞船成功撞击了一颗直径 160 米的小行星，改变了它的轨道。这项史无前例的演示表明，人类拥有必要的技术和专业知识来偏转类似规模的、可能撞击地球的太空岩石，并防止它们摧毁一个城市大小的区域。美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）任务也可能提供基本的物理学见解，这与周二早些时候巴尔的摩弗朗西斯·斯科特·基大桥的毁灭有关，该桥梁的毁灭发生在长度为 300 米的集装箱船撞击了桥梁的支撑桩或桥墩时。
约翰·霍普金斯大学土木与系统工程师Benjamin J. Schafer在周三举行的新闻发布会上表示，当代集装箱船相对于许多桥梁的惊人规模，以及转移港口基础设施冲击的努力，可以用小行星偏转任务来类比。随着近几十年来集装箱船的尺寸显着增大，以降低运输成本和污染，它们的尺寸已越来越接近桥梁和其他港口结构的尺寸。更大的船舶意味着当出现问题时可能会造成更大的破坏，以及更大的工程和系统挑战，以保护港口免受船舶撞击和其他与航运相关的风险。
被称为防撞垫和系船柱的屏障通常放置在港口航道中，以保护桥梁和其他基础设施免受船舶撞击。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的结构工程师Bassem Andrawes说，系船柱根据其设计，可以将船舶对桥梁的撞击力减少很少，或最多减少 60%。但是，功能强大且足够大的船舶“可以爬过”系船柱，他说，或者直接冲破它们。建造足够大的屏障来保护港口桥梁免受最大型船舶的撞击，在经济上或物理上并非总是可行的。
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“大型货船的规模就是如此之大，因此[重定向和保护系统]也需要如此之大，这是无法回避的，”Schafer 说。这一观点促使 Schafer 描述了从 NASA 任务成功中获得的见解。
Schafer 说，该任务表明，转移大型危险物体的航向，例如小行星或大型船舶，只需要相对较少的能量，前提是推动发生在远离危险物体的地方。“因此，系船柱或这些桥梁保护系统可以将冲击力重定向到远离桥梁的地方，这些系统可以相对较小，”他说。“但是，一旦 [船舶] 就在桥墩旁边，就试图阻止 [船舶]，并且您必须承受那艘船的全部能量，则需要一个强大得多的系统来尝试重定向或阻止。就货船而言，对于紧邻桥梁的系统来说，可能已经太晚了。”
在过去的几十年里，货船的尺寸显着增加，因为较小的船舶已被报废或老化。经济学家兼历史学家Marc Levinson说，1956 年，第一艘现代集装箱船运载了 58 个集装箱，而现在最大的集装箱船可以运载超过 12,000 个集装箱，他是 2008 年出版的《盒子：集装箱如何让世界变小，世界经济变大》一书的作者。如今最大的集装箱船，被称为超大型集装箱船，载重 25,000 个标准箱（20 英尺当量单位，或一艘船可以装载的 20 英尺长集装箱的数量）。Levinson 说，对于不断增长的集装箱船而言，规模经济在十几岁末到大约 20,000 个标准箱之间逐渐消失。
但是，只要全球人口和繁荣持续增长，像撞击基大桥的“达利”号这样的中型集装箱船，甚至更大的集装箱船都不会消失。鉴于此，基大桥的损坏正在促使一些专家呼吁在港口基础设施周围安装更大或升级的防撞垫。一些观察员注意到基大桥附近的水域中没有明显的防撞垫和系船柱。但 Schafer 和其他结构工程师对此表示怀疑。
Schafer 在新闻发布会上说：“几乎没有证据表明，为一艘全速直冲而来的货船创建保护系统在经济上是可行的。”
即使是配备现有防撞垫和系船柱的港口桥梁也可能因船舶撞击而受损。几十年来，一些此类屏障尚未升级以适应更大的船舶尺寸。与此同时，众所周知，美国当代桥梁（数量超过 60 万座）中有很大一部分已经有 50 多年的历史且维护不足。凯斯西储大学土木与环境工程师Elias Ali说，其中约有 7.5% 被认为是结构缺陷。他补充说，除了更大之外，今天的货船比 50 年前行驶得更快，因此它们在撞击时会产生更大的破坏性能量。“大多数关键桥梁的设计和保护都无法抵抗这些大型货船的巨大冲击载荷，”Ali 说。
旨在防御超大型集装箱船的超大型防撞垫会产生另一个不良后果：航道容量下降。相反，各位专家表示，更有效且更经济实惠的解决方案包括改变港口的运营、技术和法规。Levinson 说，降低船舶限速和延长拖船护航时间也可以作为潜在的解决方案进行研究。坎贝尔大学海事历史学家、前商船海员Salvatore Mercogliano说，这些想法可能行不通。拖船通常在非常受限或危险的情况下跟随船舶，而基大桥坍塌事件并非如此，该事件发生在巴尔的摩海伦·德利奇·本特利港。增加拖船时间也会提高港口的运营成本，并减慢急于卸货、重新装货和返回大海的船舶的周转时间。Mercogliano 说，速度低于“达利”号在失去动力前行驶的速度可能会使船舶难以操纵。
Ali 说，改进的自动化早期预警系统，可能由放置在船舶、桥梁和其他港口基础设施上的传感器提供的运动和其他数据馈送，可以加快警报和控制措施。“远程监控和控制能力使陆上当局能够介入危急情况，”他说。“这可能包括远程引导船舶远离桥墩或向附近船舶发出警告。”其他专家建议使用传感器来检测超速或失控的大型船舶，这将触发明亮的闪光灯和警报器，以警告桥梁操作员和交通。
桥墩处的其他传感器系统可以检测到接近的潜在破坏性船舶。Andrawes 说，在一定的速度（以及由此产生的力）阈值下，一个假设的系统可以部署被动或主动组件，作为碰撞危险缓解系统的一部分。
他还建议进一步研究使用更具延展性或韧性的建筑材料来保护桥墩免受高能量力的冲击，尤其是在地震多发地区。Andrawes 研究的金属“形状记忆合金”已用于制造生物医学和航空航天部件。当这些物体受到应力和冲击时，它们会反弹而不是坍塌。他说，这种材料正在瑞士、德国和欧洲其他地方的桥梁中进行测试。
Mercogliano 确信，无论是否进行改进，船舶都将继续变得更大。“唯一能阻止船舶增长的是你无法为它们投保，而且港口不会让它们进入，”他说。否则，“他们会建造它们，而且它们会继续到来。”