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美提出“移民石”计划:我们向小行星出发(组图)

来源:新华网
2009年12月11日09:26
  新闻缘起

  
  据美国太空网报道,近日,一项名为“移民石”的太空研究计划取得重要进展。包括美国宇航局和众多航天工业公司在内的多家科研机构或组织参与了项目研究。该项计划不仅仅将加强人类遨游外太空所需的硬件系统的研究,还能够进一步提升人类长期在月球和火星上逗留的能力和信心。同时,研究计划还将能够帮助人类避免未来太空小行星撞击地球的危险。

  如果想避免小行星撞击地球灾难的发生,人类就要去了解小行星。同时,人类发射到小行星上的无人探测器,传回的资料和数据也表明,小行星上蕴藏有丰富的矿产资源,甚至还发现有冰块的痕迹。而且,如果人类能登上小行星,就可以把它作为人类探测其他宇宙天体的中转站,进而更好地探测外太空。

  小行星可能含有矿产资源,有望成为行星际旅行的中转站

  正当美国人期待着重返月球时,一条新闻把人们的视线引向小行星。11月23日,美国太空网发表消息说,洛克希德马丁公司已经协同科学家们向美国宇航局和白宫提交了一份名为“移民石(PlymouthRock)”的太空计划。如果该计划获得批准,宇航员将在2020年至2025年间踏上登陆小行星的太空之旅。

  小行星,不就是那些给地球带来撞击威胁的“小个子”吗?登陆这些小行星需要什么特殊技术?是否能消除小行星撞击地球的威胁呢?

  ——登陆选择——

  哪些小行星适合登陆

  与行星一样,小行星在太阳系中环绕着太阳运动着,只是体积和质量要小得多。目前,在太阳系已发现了近100万颗这样的天体,其中有6610颗小行星离太阳的最近距离小于1.3倍日地距离,被称作近地小行星。它们正是“移民石”计划的目标。

  北京天文馆馆长朱进说,小行星在环绕太阳的椭圆形轨道上运行,有极少数的近地小行星离地球最近时,比月球还要近。“这意味着如果选择好发射时机,会使飞行时间和发射成本大大降低。”。

  当然,如果人类踏足小行星,并不是这6000多颗星体都是合适的备选体。“需要考虑小行星具体的物理性质,包括构成小行星的主要物质成分、自转情况等等。当然,直径太小了也不行。”朱进说。

  ——登陆优势——

  引力小,节约燃料

  “移民石”计划的全称为“移民石——人类搭乘猎户座飞船前往小行星的初期计划”。作为接替航天飞机的新一代宇宙飞船,由洛克希德马丁公司负责研发制造的猎户座飞船将承担美国人重返月球和载人探测火星的重任。用同一类型的飞船登陆月球和登陆小行星会有什么不同呢?

  飞往小行星与飞往月球的重要区别在于天体对飞船的引力。朱进说:“假设小行星密度与月球类似,大小相差1万倍,它们的引力就相差1万亿倍。”而实际上有的小行星的密度比月球还要低。“月球的引力是地球的1/6,而小行星的引力几乎可以忽略不计。”在如此小的引力作用下,挣脱小行星的引力束缚可谓轻而易举。“相比之下,飞船返航时只需要较少的燃料。”朱进说。

  ——技术难关——

  在表面行走很危险

  有利就有弊。“在一颗直径1千米的小行星表面,逃逸速度有可能仅为几米/秒。”朱进表示。也就是说,人类在小行星表面行走,就如同在国际空间站迈太空步:步子稍微快些,就可能飘向宇宙其他地方。不过也许到时候宇航员可以坐在太空船内,通过遥控工具探测小行星,或者通过向小行星发射吊钩,将太空船锚定在小行星表面,将自己拉近目的地。“移民石”计划的研究人员也表示,并不打算让宇航员真正登陆小行星,而是将宇宙飞船停泊在小行星附近,由探测器降落在小行星表面收集样本。

  

  ——可能收获——

  有助了解太阳系的起源

  在大部分人的印象中,小行星与撞击地球的恐怖镜头是联系在一起的。登陆小行星是否可以减低地球被撞击的风险呢?

  “目前人类还不知道如何有效防范小行星撞击地球。但深入了解它们的物理性质,能帮助人类找到解决办法。”朱进说,登陆小行星能更具体了解它们的自转速度、物质构成、地质结构等。

  了解小行星的物质构成,也能为揭开太阳系的起源之谜提供线索。朱进说,由于小行星体积、质量都很小,发生地球那样大的变质过程的可能性较小,因而保留了太阳系形成初期的原始状况。

  发现丰富的稀有矿物

  早期的观察表明,一些小行星蕴藏着丰富的稀有矿物。而如果“移民石”计划取回的样本确定小行星含有矿产资源,它还有可能成为行星际旅行的中转站。“宇宙飞船可以首先飞临地球和目的地之间的某颗小行星,开采小行星中的矿产作为下一步飞行的燃料和能源。”朱进说,相较于从地球带上所有燃料直接飞向目的地,这种方式可以降低宇宙飞船离开地球时的重量,从而使发射费用大大降低。

  除了稀有矿物,观测表明某些小行星可能还有太空旅行中更珍贵的资源——冰冻水。提取小行星上的水,不但可用作饮用水,还可将其分解为供人类呼吸的氧气和用于火箭燃料的氢气。“虽然这样的小行星可能不是很多,但足以给人类留下无限希望和遐想。”朱进说。

  小行星撞击大气层 能量等同3颗原子弹

  今年10月,印度尼西亚南苏拉威西省上空突传巨响,一条巨大弯曲状烟尘横过天际,引起大批居民恐慌。

  据报道,科学家经过两星期调查,确定是直径10米的小行星撞击大气层时发生爆炸,释放的能量等同3颗广岛原子弹。

  南苏拉威西省上空发生爆炸时,当地居民见到一个火球,初传是撞机,也有专家估计是坠落的太空垃圾。美国太空总署指出,是小行星以时速约7.2万公里撞入大气层所致,释放的能量大约相当于5万吨黄色炸药。

  据释放的能量推算,估计小行星的直径约10米,类似物体约10年撞击地球1次。

  幸运的是,爆炸发生在地球上空15到20公里处,地面没有受损。不过,如果小行星的直径大到20米以上,便有可能造成可怕破坏及人员伤亡。

  科学家指出,没有任何天文机构预先发现这颗小行星,这表明,地球防护网还是极其薄弱的。在目前的情况下,科学家仍无力追踪这次出现的小行星。

  延伸阅读

  人类如何防御小天体

  核攻击:在灾难片《世界末日》中,布鲁斯威利斯所用核武器来终结杀手小行星。事实上,核爆炸释放出来的巨大能量会把小行星粉碎成无数更小的碎片。

  动力冲击:发射一个航天器,尽可能猛烈地撞击选定的小行星。2005年美国航天局深度撞击航天任务利用被称为“动力冲击”的策略在坦普尔彗星上撞出了一个坑。欧洲航天局正在为自己计划一次航天任务,在一个近地小行星上试验动力冲击。

  太空镜群:我们都玩过用放大镜点火。2007年,格拉斯哥大学的马塞米利诺瓦西里教授进行的一项研究发现,太空镜群能在小行星上集聚足够的热量,蒸发其表面,把小行星推往新的轨道。据称,十面镜子在六个月内就能够移动一个150米宽小行星。

  引力拖拉机:牛顿和爱因斯坦先后发现,由于引力的作用,沉重的物体相互吸引。于是诞生了“引力拖拉机”的想法:将航天器靠近目标小行星,通过开动发动机来保持它们之间的距离。结果是,小行星渐渐被拖离轨道。但是,引力拖拉机要花几年时间才能把一个大型小行星移到足够远的位置。(林立) (来源:科技日报)
责任编辑:张勇
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