美國啟動“百年星艦”計劃
美國航空航天局描繪的火星登陸美景。CFP供圖
▲宇航員居住的火星基地概念圖。
20世紀(jì)70年代設(shè)計的恒星際宇宙飛船,科學(xué)家認(rèn)為兩級設(shè)計是最佳方案。
▲ 梅·杰米森。
“百年星艦”飛船概念圖。
據(jù)英國《每日郵報》9日報道,美國航空航天局(NASA)和美國國防部高級研究計劃局(DARPA)正在開展一項(xiàng)名為“百年星艦”的宇宙探索計劃,希望在百年內(nèi)能夠讓人類沖出太陽系,抵達(dá)其他遙遠(yuǎn)的星球。該計劃的第一個目標(biāo)是火星,或是火星的兩個衛(wèi)星。不過,由于目標(biāo)遙遠(yuǎn)和資金所限,這項(xiàng)計劃存在致命缺點(diǎn)——是一張有去無回的單程票,宇航員幾乎不可能返回地球。
“百年星艦”計劃于北京時間9月7日獲得美國前總統(tǒng)比爾·克林頓的支持,并得到DARPA的資助。9月13日,相關(guān)人員將在休斯敦舉行研討會,開啟這一龐大項(xiàng)目。
宏偉目標(biāo):建人類星際殖民地
“百年星艦”計劃由NASA于2010年提出,旨在未來一百年內(nèi),探尋到一個商業(yè)模式,開發(fā)出成熟的長距離載人宇宙方案。美國航空航天局埃姆斯研究中心主任皮特·沃登介紹,該計劃預(yù)計花費(fèi)100億美元,研究機(jī)構(gòu)向眾多富豪發(fā)出邀請,希望他們投資這一項(xiàng)目。歷經(jīng)兩年,這個項(xiàng)目才獲得足夠的啟動資金。
“百年星艦”計劃合作單位、美國伊卡洛斯星際組織負(fù)責(zé)人亞當(dāng)·克魯爾說,他們的第一個目標(biāo)是火星,或是火星的兩個衛(wèi)星。計劃的兩大挑戰(zhàn)是新的推進(jìn)系統(tǒng)與定居火星的生命維持系統(tǒng)!拔覀儗⒅铝τ诖蛟斐掷m(xù)百年太空飛行的星際飛船,以及可行性星際技術(shù),最終全人類將受益!
按照計劃,飛船將搭載適合人類長期生活在宇宙的生命維持系統(tǒng),到達(dá)目標(biāo)星球后,在那里建立一個人類星際殖民地。
美國總統(tǒng)奧巴馬2010年4月份推出的新太空探索計劃稱,美國將放棄旨在重返月球的“星座計劃”,而將近地小行星和火星作為美國載人航天計劃的目的地。奧巴馬說,他期待,到2025年,美國能對太陽系進(jìn)行深入探索;到本世紀(jì)30年代中期,美國具有運(yùn)送宇航員平安往返火星的能力。
首任機(jī)長:首位黑人女宇航員
1992年進(jìn)入太空的第一位黑人女宇航員梅·杰米森,在今年初被挑選為“百年星艦”計劃的首任機(jī)長,未來將負(fù)責(zé)指揮新型星艦飛船飛越太陽系,探索宇宙。杰米森來自美國亞拉巴馬州,今年55歲,是2011年美國航空航天局和美國國防部高級研究計劃局舉辦的“百年星艦”計劃討論會上的首席重要人物。她說:“我們的研究計劃擁有美國國防部高級研究計劃局的大力支持,我們擁有的信心將會使星際飛行夢想成真!彼硎荆拔以敢鉃槿祟愋请H探索活動獻(xiàn)身!
“百年星艦”計劃7日得到了美國前總統(tǒng)比爾·克林頓的支持。據(jù)悉,克林頓將擔(dān)任9月13日于美國休斯敦市召開的“百年星艦2012公共研討會”的名譽(yù)主席。
克林頓說:“這項(xiàng)重要的研究能夠幫助發(fā)展人類探索宇宙所需的知識和科技,這些知識和技術(shù)能提高我們在地球上的生活質(zhì)量!
杰米森所在的休斯敦市桃樂絲-杰米森杰出人物基金會也參與“百年星艦”計劃,目前已與伊卡洛斯星際組織和企業(yè)發(fā)展基金會建立合作關(guān)系。
星艦先驅(qū):能以12%光速飛行
“百年星艦”計劃可以看作是上世紀(jì)70年代英國“代達(dá)羅斯計劃”的延續(xù)。1973年到1978年,英國行星協(xié)會發(fā)起的“代達(dá)羅斯計劃”探討過進(jìn)行星際之旅的可能性,并認(rèn)為從理論上來說,人類利用現(xiàn)有或未來數(shù)十年的科技在有生之年進(jìn)行星際旅行是完全可能的!按_(dá)羅斯計劃”的研究人員還設(shè)計出了一種星際旅行太空船,根據(jù)設(shè)計圖,它重達(dá)5萬噸,由核聚變能源驅(qū)動,能以12%光速的速度高速飛行。根據(jù)這一速度,人類只需花50年左右的時間就可以抵達(dá)距太陽系最近的恒星系統(tǒng)——距離地球約有4.22光年的半人馬座阿爾法星系。
就目前而言,星際旅行的難度超乎想象。如要飛往阿爾法恒星,人類目前最快的飛行器——時速超過6萬公里的“旅行者1號”無人外太陽系太空探測器最少也要連續(xù)飛行7萬年。此外,星際飛船必須能夠有效地屏蔽宇宙射線,避免宇航員遭受損害,宇航員DNA分子的健康涉及百年星際旅行中人類后代的體質(zhì)。
亞當(dāng)·克魯爾表示,伊卡洛斯星際組織將設(shè)計核聚變飛船并進(jìn)行基礎(chǔ)研究,比如飛船動力、存儲以及控制系統(tǒng)等,飛船上還需攜帶機(jī)器人,相關(guān)自動化、智能化設(shè)計和制造技術(shù)也都需要突破性進(jìn)展。
美國國防部高級研究計劃局技術(shù)主管戴維·尼蘭德對“百年星艦”計劃信心滿滿:“如果你在1910年去問愛因斯坦或是馬可尼,如何才能讓普通人享受全球通訊的便利,他們一定不會想到蘋果手機(jī)!
美國國防部高級研究計劃局是美國國防部下設(shè)的頂尖研究機(jī)構(gòu),成立于1958年。從互聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體到全球定位系統(tǒng),最初都出自這個以“科技引領(lǐng)未來”為目標(biāo)的組織之手。
旅行特點(diǎn):耗費(fèi)一生有去無回
在長約50年的時間里一直進(jìn)行星際旅行,即使一個宇航員20歲時出發(fā),抵達(dá)半人馬座時也已經(jīng)70歲高齡。由于目標(biāo)遙遠(yuǎn)和資金所限,宇航員幾乎不可能返回地球。
亞當(dāng)·克魯爾說:“星艦機(jī)組人員開始星際旅行時,必須明白他們要耗費(fèi)一生時間才能抵達(dá)另一個外星世界。所以星際旅行更像是一項(xiàng)巨大的社會實(shí)驗(yàn),星艦必須像一個可以完全自給自足的小城市!
此外,“星艦”上不僅要提供可以模擬人造重力的旋轉(zhuǎn)艙,還要具有零重力環(huán)境下的食品種植系統(tǒng)、可以提供安全的自動駕駛等。由于星際旅行中任何通訊信號都可能要花好幾年時間才能傳回地球,所以宇航員們必須具有極強(qiáng)的心理素質(zhì)和心理準(zhǔn)備,甚至為了傳宗接代,他們應(yīng)該在星艦上生兒育女,繁衍后代。
首次開拓:4人2030年安家火星
埃姆斯研究中心主任皮特·沃登說,預(yù)計在2030年,美國將把4名宇航員送上火星。飛行大約需要9個月時間,即使改進(jìn)火箭技術(shù),也需耗時4個月。美國航空航天局2010年11月開始為“百年星艦”計劃招募去火星的志愿宇航員。志愿者將在火星上安家落戶,成為人類未來移民外星球的先驅(qū)者。
華盛頓州立大學(xué)天體生物學(xué)家德克·舒爾策·馬庫奇和亞利桑那州立大學(xué)天體生物學(xué)家保羅·戴維斯在《宇宙學(xué)》雜志發(fā)表論文,詳細(xì)描述將4名宇航員送上火星開拓新領(lǐng)地的前景。文章說,單程火星載人太空任務(wù)將不會像“阿波羅計劃”一樣采取階段性登陸的方式,而是要在火星上建立永久性人類居住地。初期階段,將從地球給宇航員運(yùn)送生活補(bǔ)給物資,但希望他們會越來越多地利用火星資源自給自足,最終能在這個紅色星球上建造自給型生活基地。
人類一直在尋找地球以外的“第二棲息地”。在已知的宇宙空間,火星不僅是最類似地球的星球,也是目前人類有可能抵達(dá)的星球之一。火星與地球有著幾乎相同的晝夜時長和季節(jié)變化。但零度以下的低溫和稀薄的大氣層都需要進(jìn)行改造才能適合人類居住。
早在4年前,就有科學(xué)家為改造火星擬定了計劃:第一步,通過制造溫室氣體讓火星“升溫”,變得像地球一樣溫暖;第二步,釋放火星土壤中的大氣,讓冰融化成水,并產(chǎn)生雨雪天氣;第三步,種植植物;第四步,等著植物的光合作用將二氧化碳轉(zhuǎn)為氧氣;最后一步,等待。本報記者 頡亞珍編譯
原因
為何要飛離地球?
在科學(xué)家眼里,飛離地球的理由太多了:地球人口不斷膨脹;不知道何時太陽系的某顆小行星真的會撞上地球,甚至將海水全部蒸發(fā)掉,讓人類無法生存。
依據(jù)美國非政府組織救生艇基金會的一項(xiàng)近期報告,數(shù)百位研究人員追蹤十幾種人類生存危險假設(shè),其中多數(shù)危險表明:人類終有一天要離開地球。不過離開原因并不一定是未來可能出現(xiàn)災(zāi)難性事件,而主要是人為因素。
人類每年消耗的資源早已遠(yuǎn)超地球的承受能力,世界野生動物基金會評估,2030年人類每年的能源消耗量是地球自然資源的兩倍。災(zāi)難流行病研究中心則稱,近10年旱災(zāi)、洪澇災(zāi)害是上世紀(jì)80年代的3倍、1901年的54倍。
氣候變化帶來許多負(fù)面影響:水資源嚴(yán)重匱乏,沿海區(qū)域被淹沒,大面積饑荒。此外,人類還可能被致命病菌、核戰(zhàn)爭終結(jié)。救生艇基金會警告,日益濫用的高科技技術(shù)如同一把雙刃劍,在促進(jìn)全球科學(xué)發(fā)展的同時也對地球構(gòu)成巨大威脅。
紐約大學(xué)化學(xué)家羅伯特·夏皮羅主張,一些嚴(yán)重的災(zāi)難性事件是不可避免的,必須準(zhǔn)備“復(fù)制”人類文明,移居到其它星球生活,這不僅是避免人類受到傷害的策略,而且可使人類文化和傳統(tǒng)得以繼承延續(xù)。美國航空航天局負(fù)責(zé)人邁克爾·格里芬說:“如果人類希望存活數(shù)十萬年或者數(shù)百萬年,就必須移居到其它星球上。我們并不知道未來這一天具體是什么時候,但我們相信會有大量的地球人類移居到其它星球!”
也有很多科學(xué)家認(rèn)為,人類未來離開地球的原因,或許僅是為了保護(hù)地球免遭破壞,地球?qū)⒆兂梢粋自然避難所,人類可時常光臨。
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“旅行者1號”
接近太陽系邊緣
據(jù)英國媒體5日報道,美國航空航天局的“旅行者1號”宇宙飛船,在今年早期的太空航行中遇到一股加強(qiáng)的宇宙射線,引起了眾多科學(xué)家的關(guān)注,認(rèn)為飛船可能已經(jīng)接近太陽系的邊緣。
“旅行者1號”自1977年發(fā)射飛行至今已距離太陽110億英里,今年以來宇宙射線的測量值波動起伏,表明飛船接近了太陽系邊緣,但尚未飛離至外太空。
今年是美國的“旅行者計劃”啟動35周年紀(jì)念!拔也恢牢覀兪欠裾谂c星際空間相連的地帶‘舞蹈’,什么時候能抵達(dá)外太空還是個未知數(shù),”科學(xué)家埃德·斯通在紀(jì)念儀式上的發(fā)言中說,“但是從地球發(fā)射的這第一架飛行器飛離太陽系的時刻,一定是有歷史意義的時刻!
荷蘭明年開始
“火星人計劃”
最近,荷蘭計劃先于美國率先將人類送上火星,并拍成電視真人秀全程轉(zhuǎn)播。該計劃被稱作“火星人計劃”——在2023年將有4名宇航員登陸火星,并在上面度過余生。
“火星人計劃”的主導(dǎo)者、35歲的機(jī)械工程師Bas Lansdorp估計整個計劃需耗費(fèi)60億美元。計劃有6項(xiàng)任務(wù)需要完成,其中包括記錄美國8月發(fā)射登陸的“好奇”號漫步者的生活以及將人類送上火星,但至今科學(xué)家還無法保證讓飛船順利返航。
在“火星人計劃”中,Landorp會篩選和培訓(xùn)宇航員,讓他們模擬數(shù)個月的太空生活,在電視上全程轉(zhuǎn)播。然后讓他們生活在狹小的獨(dú)立空間,通過電視攝像播放在荷蘭真人秀節(jié)目《Big Brother》上。Lansdorp說:“如果可能,我們的資金能通過冒險的精彩表演而獲得。”
曾在風(fēng)能源領(lǐng)域取得成就的荷蘭工程師,與物理學(xué)家、工業(yè)設(shè)計師等組成了團(tuán)隊(duì),操控這個計劃的進(jìn)行。他們繪制了時間表:從明年開始,先篩選與訓(xùn)練宇航員,接下來籌備空間站、食物與機(jī)械交通工具等,這些任務(wù)將在2016年到2022年執(zhí)行。Lansdorp說,第一批人(4名男女)計劃在2023年4月登陸火星,10年后,預(yù)期實(shí)現(xiàn)運(yùn)送超過20名宇航員移民到火星。他們的主要任務(wù)是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn),像“好奇”號一樣,尤其是觀察生命跡象。
雖然不少專家都表示懷疑,但“火星人計劃”卻獲得了1999年諾貝爾物理學(xué)得主、荷蘭人Gerard't Hooft的大力支持!拔移鸪醯牡谝环磻(yīng)是‘不可能’。但當(dāng)我仔細(xì)了解整個計劃后就被說服了,我覺得計劃真的可以實(shí)施。”他說。
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