兩年前，美國宇航局（NASA）的一艘宇宙飛船成功撞擊了一顆直徑 160 米的小行星，改變了它的軌道。這項史無前例的演示表明，人類擁有必要的技術和專業知識來偏轉類似規模的、可能撞擊地球的太空岩石，並防止它們摧毀一個城市大小的區域。美國宇航局的雙小行星重定向測試（DART）任務也可能提供基本的物理學見解，這與週二早些時候巴爾的摩弗朗西斯·斯科特·基大橋的毀滅有關，該橋樑的毀滅發生在長度為 300 米的集裝箱船撞擊了橋樑的支撐樁或橋墩時。
約翰·霍普金斯大學土木與系統工程師Benjamin J. Schafer在週三舉行的新聞釋出會上表示，當代集裝箱船相對於許多橋樑的驚人規模，以及轉移港口基礎設施衝擊的努力，可以用小行星偏轉任務來類比。隨著近幾十年來集裝箱船的尺寸顯著增大，以降低運輸成本和汙染，它們的尺寸已越來越接近橋樑和其他港口結構的尺寸。更大的船舶意味著當出現問題時可能會造成更大的破壞，以及更大的工程和系統挑戰，以保護港口免受船舶撞擊和其他與航運相關的風險。
被稱為防撞墊和系船柱的屏障通常放置在港口航道中，以保護橋樑和其他基礎設施免受船舶撞擊。伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的結構工程師Bassem Andrawes說，系船柱根據其設計，可以將船舶對橋樑的撞擊力減少很少，或最多減少 60%。但是，功能強大且足夠大的船舶“可以爬過”系船柱，他說，或者直接衝破它們。建造足夠大的屏障來保護港口橋樑免受最大型船舶的撞擊，在經濟上或物理上並非總是可行的。
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“大型貨船的規模就是如此之大，因此[重定向和保護系統]也需要如此之大，這是無法迴避的，”Schafer 說。這一觀點促使 Schafer 描述了從 NASA 任務成功中獲得的見解。
Schafer 說，該任務表明，轉移大型危險物體的航向，例如小行星或大型船舶，只需要相對較少的能量，前提是推動發生在遠離危險物體的地方。“因此，系船柱或這些橋樑保護系統可以將衝擊力重定向到遠離橋樑的地方，這些系統可以相對較小，”他說。“但是，一旦 [船舶] 就在橋墩旁邊，就試圖阻止 [船舶]，並且您必須承受那艘船的全部能量，則需要一個強大得多的系統來嘗試重定向或阻止。就貨船而言，對於緊鄰橋樑的系統來說，可能已經太晚了。”
在過去的幾十年裡，貨船的尺寸顯著增加，因為較小的船舶已被報廢或老化。經濟學家兼歷史學家Marc Levinson說，1956 年，第一艘現代集裝箱船運載了 58 個集裝箱，而現在最大的集裝箱船可以運載超過 12,000 個集裝箱，他是 2008 年出版的《盒子：集裝箱如何讓世界變小，世界經濟變大》一書的作者。如今最大的集裝箱船，被稱為超大型集裝箱船，載重 25,000 個標準箱（20 英尺當量單位，或一艘船可以裝載的 20 英尺長集裝箱的數量）。Levinson 說，對於不斷增長的集裝箱船而言，規模經濟在十幾歲末到大約 20,000 個標準箱之間逐漸消失。
但是，只要全球人口和繁榮持續增長，像撞擊基大橋的“達利”號這樣的中型集裝箱船，甚至更大的集裝箱船都不會消失。鑑於此，基大橋的損壞正在促使一些專家呼籲在港口基礎設施周圍安裝更大或升級的防撞墊。一些觀察員注意到基大橋附近的水域中沒有明顯的防撞墊和系船柱。但 Schafer 和其他結構工程師對此表示懷疑。
Schafer 在新聞釋出會上說：“幾乎沒有證據表明，為一艘全速直衝而來的貨船建立保護系統在經濟上是可行的。”
即使是配備現有防撞墊和系船柱的港口橋樑也可能因船舶撞擊而受損。幾十年來，一些此類屏障尚未升級以適應更大的船舶尺寸。與此同時，眾所周知，美國當代橋樑（數量超過 60 萬座）中有很大一部分已經有 50 多年的歷史且維護不足。凱斯西儲大學土木與環境工程師Elias Ali說，其中約有 7.5% 被認為是結構缺陷。他補充說，除了更大之外，今天的貨船比 50 年前行駛得更快，因此它們在撞擊時會產生更大的破壞效能量。“大多數關鍵橋樑的設計和保護都無法抵抗這些大型貨船的巨大沖擊載荷，”Ali 說。
旨在防禦超大型集裝箱船的超大型防撞墊會產生另一個不良後果：航道容量下降。相反，各位專家表示，更有效且更經濟實惠的解決方案包括改變港口的運營、技術和法規。Levinson 說，降低船舶限速和延長拖船護航時間也可以作為潛在的解決方案進行研究。坎貝爾大學海事歷史學家、前商船海員Salvatore Mercogliano說，這些想法可能行不通。拖船通常在非常受限或危險的情況下跟隨船舶，而基大橋坍塌事件並非如此，該事件發生在巴爾的摩海倫·德利奇·本特利港。增加拖船時間也會提高港口的運營成本，並減慢急於卸貨、重新裝貨和返回大海的船舶的週轉時間。Mercogliano 說，速度低於“達利”號在失去動力前行駛的速度可能會使船舶難以操縱。
Ali 說，改進的自動化早期預警系統，可能由放置在船舶、橋樑和其他港口基礎設施上的感測器提供的運動和其他資料饋送，可以加快警報和控制措施。“遠端監控和控制能力使陸上當局能夠介入危急情況，”他說。“這可能包括遠端引導船舶遠離橋墩或向附近船舶發出警告。”其他專家建議使用感測器來檢測超速或失控的大型船舶，這將觸發明亮的閃光燈和警報器，以警告橋樑操作員和交通。
橋墩處的其他感測器系統可以檢測到接近的潛在破壞性船舶。Andrawes 說，在一定的速度（以及由此產生的力）閾值下，一個假設的系統可以部署被動或主動元件，作為碰撞危險緩解系統的一部分。
他還建議進一步研究使用更具延展性或韌性的建築材料來保護橋墩免受高能量力的衝擊，尤其是在地震多發地區。Andrawes 研究的金屬“形狀記憶合金”已用於製造生物醫學和航空航天部件。當這些物體受到應力和衝擊時，它們會反彈而不是坍塌。他說，這種材料正在瑞士、德國和歐洲其他地方的橋樑中進行測試。
Mercogliano 確信，無論是否進行改進，船舶都將繼續變得更大。“唯一能阻止船舶增長的是你無法為它們投保，而且港口不會讓它們進入，”他說。否則，“他們會建造它們，而且它們會繼續到來。”