卡爾薩根是(Carl Edward Sagan,1934~1996)是美國著名天文學(xué)家、科普作家、科幻小說家,曾任美國天文學(xué)協(xié)會行星科學(xué)學(xué)會主席、美國地球物理學(xué)會聯(lián)合會行星學(xué)會主席,曾獲美國航空航天局特別科學(xué)成就獎,兩次獲得公共服務(wù)獎和航空航天局辦法的阿波羅成就獎。美國天文學(xué)會行星科學(xué)學(xué)會為紀念他設(shè)立了卡爾薩根獎,并于1998年開始頒授。
2016年,卡爾薩根獎被授予中國學(xué)者鄭永春博士,鄭永春博士是第一位獲得該獎項的中國人。
2016年10月,經(jīng)過數(shù)月的籌備,鄭永春博士與騰訊新聞的工作人員一起,進行了一次TED式的科普演講,講述了關(guān)于人類對太陽系探索的故事。
1977年8月20日,旅行者2號從美國肯尼迪航天中心發(fā)射成功,半個月后的9月5日,旅行者1號也踏上征途,開始了對太陽系的探索。接連的兩次發(fā)射可以說是在與時間賽跑:176年一遇的行星連珠,讓飛行器可以借助引力彈弓效應(yīng)從一顆行星甩向另一顆行星,用一次發(fā)射達到四顆行星,這是旅行者們唯一的發(fā)射機會。
同樣在1977年,科幻大片《星球大戰(zhàn)》的上映在全球掀起了太空熱潮,人們討論著太空、銀河、飛行器。然而在旅行者號發(fā)射之前,人們對太陽系里行星們的了解非常少,只有少數(shù)幾張稍微清晰的木星照片,至于天王星和海王星,還只是望遠鏡中暗淡的小白點。直到1990年的情人節(jié),在卡爾薩根的堅持下,旅行者2號調(diào)轉(zhuǎn)鏡頭,才拍到了唯一一張?zhí)栂等腋!?/p>
從57年前月球1號探測器發(fā)射到神舟十一號返回地球,人類對太空的探索從未停歇。深空探測并非一項容易的工作,無論是技術(shù)上還是從時間周期上,都異常艱難。據(jù)統(tǒng)計,一個足夠幸運的科學(xué)家,一生中也只能參加兩個半的深空探測項目。如此艱辛的一項工作,卻又有無數(shù)科學(xué)家前赴后繼參與其中。那么,我們?yōu)槭裁匆呦蛏羁??未來一百年我們將走向哪里?我們?nèi)绾巫呦蚰抢??中國首位卡爾薩根獎得主鄭永春博士在他的演講中回答了這三個問題。
從旅行者2號拍攝的照片上看,地球只是太陽系中一粒懸浮在陽光中的微塵。人類腳踏著這顆星球堅實的大地,倚靠它的供給繁衍生息。然而從整個太陽系中看去,這個人類唯一的家園卻十分的脆弱。2013年一顆小行星撞擊在俄羅斯的車里雅賓斯克,導(dǎo)致了1500人受傷,7200棟房屋受損,而這只是一次非常小規(guī)模的行星撞擊事件——在進入大氣層之前這顆小行星的直徑僅有18m,撞擊后最大的一塊隕石碎片也只有一顆瑜珈球那么大。當這顆18m直徑的小行星以相對地球幾萬米千米每小時的速度撞擊過來時,已造成如此嚴重的影響,如果換作一個1km直徑的小行星呢?它的威力相當于幾百顆原子彈同時爆炸,會帶來大規(guī)模的自然災(zāi)難。
這種撞擊在太陽系中屢見不鮮:月球上直徑大于1km的撞擊坑就有三萬三千個,地球上雖然相對少得多,但也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了176個撞擊坑。
這176個撞擊坑中,最出名的一個位于墨西哥灣尤卡坦半島。那次撞擊發(fā)生于6500萬年前的白堊紀晚期,沒錯,就是它引發(fā)了大規(guī)模灰塵進入平流層,整個地球被灰塵覆蓋,繼而降溫、冰凍,曾經(jīng)獨霸地球的恐龍,就這樣滅亡了,從那次浩劫中存活下來的物種現(xiàn)在都被人類尊稱為“活化石”。
除了小行星撞擊,超級火山爆發(fā)、超級地震、超級海嘯、地球磁場倒轉(zhuǎn)、超級太陽爆發(fā),人類對這些災(zāi)害中的任何一種都毫無抵抗之力,更不要說還要面臨三體星人的入侵和二向箔的威脅。
所以,我們發(fā)明強大的太空望遠鏡、進行深空探測,并不是因為其他星球比地球更美好,而是希望為人類找到一個滅頂之災(zāi)到來時保存火種的避難所。
中國的航天科技起步比較晚,20年前的1996年,當美國和前蘇聯(lián)已經(jīng)爭相發(fā)射多枚探測器進行月球研究的時候,剛進入大學(xué)的鄭永春還在勞動課上琢磨著怎么把糞球搓圓,而月球研究在當時的中國是比現(xiàn)在北大古生物還要冷門的專業(yè)。
幸運的是,在鄭永春畢業(yè)前,中國也開始了月球探測的工程,鄭永春進入國家天文臺開始了他對月球科學(xué)的探索。
到目前為止,人類已經(jīng)進行了230多次太陽系探測。這230多次深空探測中,離得最近的月球去了110多次,稍遠的金星和火星各四五十次,再遠的木星和土星去了不到十次,更遠的天王星和海王星就只有旅行者2號去過。
200多次的探測結(jié)果是,整個太陽系的8大行星、5顆矮行星、165顆衛(wèi)星當中,只有火星有可能經(jīng)過改造實現(xiàn)大規(guī)模移民。
火星上到底有沒有生命,至今還是一個謎,但人類已經(jīng)開始了向火星移民的努力。1996年,卡爾薩根離開了這個世界。在他離世前的一個月,錄下了一段留給未來火星移民的錄音,在這段錄音里他說:“也許我們登上火星是因為我們必須如此,因為進化在我們心中埋下了流浪的火種,畢竟我們來自狩獵者、采集者,我們在地球上99.9%的時間都是浪子,而流浪的下一站就是火星?!?/p>
然而去火星并不是想去就能去的。從時間上來說,火星發(fā)射窗口期每780天才會出現(xiàn)一次,也就是說要2年零2個月才有一次最佳的發(fā)射機會。去程需要航行6個月的時間,而來回一趟完整的旅程則需要3年左右。除此之外,還有各種各樣其他的難題需要解決,比如降落傘如何在稀薄的大氣中使登陸器減速、來自宇宙射線和太陽耀斑粒子的威脅以及如何降低星際運輸成本等等。
《火星救援》中馬特達蒙飾演的植物學(xué)家在火星上成功種出了土豆,這并非只是因為馬特達蒙的主角光環(huán)。實際上,科學(xué)家們已經(jīng)用模擬的火星土壤成功種出了土豆,而且有科學(xué)家相信,火星上種的土豆會比地球上的產(chǎn)量更高、品質(zhì)更好。
雖然目前人類還沒有在火星上找到可用的水源,但是我們已經(jīng)知道在火星的土壤中含有大量的水,也許我們可以通過加熱土壤或者打井來取水。如果這兩種方式都不行,還可以用除濕機來抽取空氣中的水。但無論如何,火星上的水是非常寶貴的。據(jù)悉,神舟十一號搭載的兩名航天員在太空中時無論是洗澡水還是洗腳水,都要收集起來循環(huán)利用,就像一位航天員曾說過的:“我今天喝下去的咖啡,就是用昨天喝過的咖啡沖的。”
有土豆吃、有水喝,還需要解決住的地方。除了像電影里那樣帶太空艙到火星拼在一起當別墅以外,還可以利用火星上的資源蓋房子?;鹦峭寥乐杏幸环N的紅色粘土可以用來燒磚,粘土也可以加水變成砂漿,有轉(zhuǎn)、有砂漿,我們就可以在火星上建造窯洞,為了阻擋太陽輻射和宇宙射線,窯洞上方再堆蓋三米厚的沙土,就完成了一個火星之家。
這種方式無疑十分符合祖布林的理念。身為美國火星協(xié)會主席、被稱為“火星狂人”的羅伯特祖布林在1996年出版了一本書叫做《趕往火星》的書,書中描繪了如何利用火星上自由的資源、“輕裝上陣”地實現(xiàn)火星移民計劃,正如他所說的:“讓我們用‘狗拉雪橇’的方式去火星!”
祖布林一直致力于火星移民計劃,在他的預(yù)想中,大約10年后人類會完成第一次火星探測,而首次登陸的10年后將建立永久的火星空間站。隨著著陸的太空艙不斷增加,火星殖民地將陸續(xù)建立并不斷增多。探險者們從建造溫室生產(chǎn)食物開始,逐漸能夠在火星上制造更多的物品而不再依賴地球運輸。與此同時,火箭的重復(fù)利用和星際運輸工具的開發(fā)使得地球到火星的運輸變的更加高效和廉價。
與祖布林同樣擁有移民火星這一雄心壯志并不斷為之努力的另一個人是大家所熟知的鋼鐵俠馬斯克。在馬斯克的計劃中,火星移民的進程則更快一些。馬斯克在最近的國際宇航聯(lián)大會上提出了他對未來4次火星發(fā)射窗口的計劃:2018年他的紅龍飛船將首次登陸火星,2020年通過貨運飛船向火星運送各種實驗和設(shè)備,2022年測試客運飛船,2024年首批火星移民即可前往火星。
相較于祖布林和馬斯克,鄭永春對火星移民的預(yù)計則保守得多:他預(yù)計未來20年人類會實現(xiàn)首次火星登陸,并在未來100年建成一個中等規(guī)模的火星城市,而將火星改造為適宜人類居住的星球則要在未來1000年中實現(xiàn)。
四百年前當人類發(fā)明望遠鏡之后,伽利略第一次把它對準了天空,透過它看到了月球上的環(huán)形山、木星的四顆衛(wèi)星和一個宏大的宇宙。
同樣是四百年前,開普勒在給伽利略的信中寫道:“我們應(yīng)該建造適合飛向神圣天空的船與帆,然后也會有這樣的先驅(qū)者,面對無邊的太空,他們毫不退縮?!?/p>
也許火星只是一個開端,一個人類散居太陽系各處的起點??査_根曾說:“在過了一段短暫的定居生活后,我們又恢復(fù)古代的游牧生活方式。我們遙遠的后代們,安全地布列在太陽系或更遠的許多世界上……”“他們將抬頭凝視,在他們的天空中竭力尋找那個藍色的光點?!薄八麄儠械襟@奇,這個貯藏我們?nèi)繚摿Φ牡胤?,曾?jīng)是何等容易受傷害。我們的嬰兒時代是多么危險,我們的出生是多么卑微。我們要跨越多少條河流,才能找到我們要走的道路?!? 編輯:婉珺)
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