当我们走进深空 期待发现什么

2016-04-12 15:26 中国青年报

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来源标题:当我们走进深空 期待发现什么

不要温和地走进那个良夜/白昼将尽,暮年仍应燃烧咆哮/怒斥吧,怒斥光的消逝……

2014年的一部科幻巨制《星际穿越》将我们的视线引向了浩瀚的宇宙,虫洞中扭曲的宇宙镜像以及黑洞外熠熠发光的吸积盘无一不让人惊叹。2015年又一部科幻大片《火星救援》则以另一种方式提醒着我们,深空有风险,探索需谨慎。随着城镇化水平的日益提高,雾霾和沙尘逐渐闯入了我们的生活,仰望星空似乎成了奢侈的愿望。但我们对未知世界的好奇从未停止,对遥远宇宙的向往更加强烈。那么当我们走进深空,期待着发现什么呢?

34年前,一部《E.T》打开了多少人对外星生物的认知大门,它们怪异的形态勾起了人们对外星人的无限遐想:人类孤独吗?其他星球上真的存在生命吗?深空探测为解决这些困惑我们已久的问题提供了更为直观的途径与方式。正当我们每天投入到日常生活中忙得不可开交时,火星探测车“好奇号”正吱呀吱呀地在遥远的彼方捣腾土壤岩石寻找生命痕迹。“好奇号”作为当前为数不多的正在运行的深空探测器,肩负着人类探索深空、寻找生命起源的光荣使命。有理论提出,几十亿年前拜小行星撞击所赐,丰富的化学元素形成了氨基酸,最终孕育出地球上的生命,那么可能在遥远深空中的小行星上还存在着生命起源的痕迹。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的科学家就计划在2018年利用“隼鸟2号”携带的穿透器撞击小行星1999JU3并收集碎片带回地球,期望揭开地球上水和生命的生成之谜。生命的诞生对环境的要求极为苛刻,本身就是一系列巧合成就的一个意外。出于对生命起源的好奇,我们不断前进,渴望有一天能够了解生命的真谛。

“钻石恒久远,一颗永留传”,钻石的稀有造就了人们的狂热追求,但你能相信在深空中会有钻石组成的天体吗?2012年,耶鲁大学的科学家们发现了行星巨蟹座55e,这颗行星表面主要被石墨和钻石覆盖,因此又被称为“钻石行星”。其实太阳系中并非只有地球富含矿产资源,小行星带就包含了约8%富含金属矿物的M类小行星和约75%富含碳的C类小行星。宇宙资源的发现加之地球能源的日益匮乏,激发了科学家们到宇宙天体上采矿的设想。众多富翁和前NASA科学家就组成了Planetary Resources公司,目标是开采小行星上的水源以及贵金属。

NASA更是计划派遣探测器到一颗小行星,从它的表面上抓取一块巨石,并将其送入一条环绕月球的轨道,以便进行后续探测甚至开采。太空资源利用的另一种方式是就地取材。考虑到携带返程燃料至火星既昂贵又不便的问题,NASA提出了大胆的设想,将火星大气中的二氧化碳转化成氧气,达到制造火箭燃料以及供宇航员呼吸的目的,并计划在2020年发射的新火星车上进行试验。可能《火星救援》中的桥段在未来真的会变成现实。

6500万年前,一颗小行星的意外光临造就了恐龙灭绝的惨案。2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克的小天体撞击事件又将公众的目标聚焦到小行星撞击的威胁上来。据估计,直径为140m的小行星撞击地球产生的能量约为3万亿吨TNT当量,平均几万年就发生一次。更大直径小行星的撞击将对人类文明构成毁灭性打击。小行星撞击地球已被列为世界四大突发灾难之一,为了使人类免受此类灾难,我们正在通过深空探测寻求力挽狂澜的手段。最简单粗暴的方法就是,利用核爆将小行星击碎或使其轨道发生偏移,从而远离地球。动能撞击是更为温和的一种手段,欧空局提出的Don Quijote任务,将实施对阿波菲斯小行星的撞击探测,以评估动能撞击能否有效对小行星的轨道造成偏转。“绳锯木断,水滴石穿”,引力拖车方案就是要达到这种效果,利用在小行星附近运动的大质量探测器和小行星间的引力对小行星产生持续拖拽,逐渐改变小行星轨道。随着航天科技能力的提升,这些看似天方夜谭的防御手段都可能实现,或许未来某一天人类的命运真的将寄托于此。

“理想很丰满,现实很骨感”。再美好的深空探测愿望都要依托现实的科学技术。深空中飞翔的探测器就像茫茫大海中漂流的孤舟,需要一双慧眼——自主导航系统判定自身的位置,需要一颗大脑——自主管理系统规划日常的工作,更需要矫健的四肢——推进系统帮助探测器安全送抵目的地。浩瀚深空是航空航天技术的练兵场,深空探测任务的需求将牵引现代量子通信、离子推进、人工智能、脉冲星导航等基础技术的快速发展。在未来,更智能、更灵活的深空探测器将不再是梦想,人类智慧之光将借此照耀更远的深空。

责任编辑:陈群(QT0001)  作者:北京理工大学宇航学院 崔平远 于正湜