征服太空的十個(gè)挑戰(zhàn)

1961年4月12日，蘇聯(lián)航天員加加林成為第一個(gè)進(jìn)入太空的人；50多年后的今天，我們對(duì)宇宙的知識(shí)增長(zhǎng)了多少？未來，太空科技的發(fā)展道路上，有十個(gè)重大的挑戰(zhàn)，科學(xué)家將會(huì)如何應(yīng)對(duì)呢？

挑戰(zhàn)一 再次在月球上漫步

美國(guó)航天員阿姆斯特朗（Neil Armstrong）在1969年7月踏出“個(gè)人的一小步，人類的一大步”，當(dāng)時(shí)，美國(guó)視蘇聯(lián)為太空科技（還有軍事和政治）上的敵人。后來美國(guó)和蘇聯(lián)的對(duì)峙（即人們說的“冷戰(zhàn)”）結(jié)束，美國(guó)對(duì)探索月球的熱情便減退了。1972年以來，沒有人類再踏足月球。中國(guó)在2003年開始了“嫦娥計(jì)劃”，打算把中國(guó)航天員送到月球上，根據(jù)計(jì)劃，2025至2030年間，將會(huì)有第一位中國(guó)人登上月球，這個(gè)計(jì)劃會(huì)令中國(guó)躋身太空強(qiáng)國(guó)之列。從長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，中國(guó)希望在月球上建立一個(gè)常設(shè)的基地，開發(fā)月球的地下資源，如稀有的化學(xué)元素。

挑戰(zhàn)二 進(jìn)軍火星

這顆紅色星球曾給文人許多想象的空間。19世紀(jì)末，一些天文愛好者認(rèn)為，火星表面的坑洞就是火星人開鑿的運(yùn)河！即使無人宇宙飛船已拍下了火星荒漠千里的景色，人們?nèi)韵胝曳椒ò阉脑斐傻诙€(gè)地球。美國(guó)希望在2020年左右，先派無人宇宙飛船登陸火星的衛(wèi)星，再在2035至2040年間派人登陸火星表面。為此，美國(guó)需要一架適合遠(yuǎn)航、設(shè)備精良的宇宙飛船，這艘宇宙飛船只可以在太空中建造，因?yàn)樗氐脹]法升空。由地球航行至火星需要幾個(gè)月時(shí)間，航天員要一直待在狹窄的太空艙中，到達(dá)火星后，他們將要在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)食物和回程用的燃料——從巖石中提煉。在火星上，他們要避開輻射和沙塵暴，這個(gè)旅程需用時(shí)兩年！

挑戰(zhàn)三 盡量使用太陽(yáng)能

在距地面3.6萬千米的高處，太陽(yáng)的輻射比地球表面高出10倍，假使我們可以在地球軌道上建立太陽(yáng)能發(fā)電站，就可得到取之不盡的能源，減少我們對(duì)石油和原子能的依賴，但是，這太陽(yáng)能發(fā)電站最快也要到2050年才能建成。歐洲太空總署將于2020年推出一顆模擬衛(wèi)星，把收集到的太陽(yáng)能通過激光傳送到地面，將電力送到貧窮偏遠(yuǎn)的地區(qū)、海水淡化廠或船只上。日本也打算建造太空太陽(yáng)能發(fā)電站，并預(yù)計(jì)在2030年進(jìn)行測(cè)試。

挑戰(zhàn)四 搜尋生命的蛛絲馬跡

我們可以遙距尋找外星生物，但是地球的大氣層會(huì)阻礙各種觀測(cè)儀器。所以，歐洲的“達(dá)爾文計(jì)劃”曾建議用人造衛(wèi)星收集和分析其他行星發(fā)出的光線，尋找外星生命體的跡象。如果可以找到由水蒸氣、氮?dú)狻⒍趸及鼑男乔?，就意味著那里很可能有生物存在！可惜，達(dá)爾文計(jì)劃到如今仍然只是一個(gè)構(gòu)思和計(jì)劃，并沒有開展任何實(shí)質(zhì)性的工程。

挑戰(zhàn)五 清理太空垃圾

地球附近的太空，已經(jīng)成了一個(gè)巨型垃圾場(chǎng)！50年來，人類遺下的太空垃圾（廢棄的人造衛(wèi)星、散落的一節(jié)節(jié)推進(jìn)火箭……）不斷累積，直徑達(dá)10厘米的垃圾共有2萬多件！在離地面700至1000千米處，太空垃圾的密度很高，以致垃圾跟垃圾經(jīng)?；ハ嗯鲎?。歐洲太空總署計(jì)劃在2030年制成一個(gè)太空垃圾清掃器：用鋼纜將垃圾固定，然后把它切碎并往下拉，在大氣層內(nèi)焚燒……為了保證太空垃圾的數(shù)量不增加，人們每5—10年要進(jìn)行一次“太空大掃除”。前人留下的垃圾，需要后人付出許多代價(jià)來清理。

挑戰(zhàn)六 推出“太空制造”產(chǎn)品

原則上，在無重狀態(tài)下生產(chǎn)的材料是沒法在大氣層內(nèi)復(fù)制的，所以，國(guó)際太空站正努力地生產(chǎn)各種工業(yè)用物料。“太空制造”的產(chǎn)品十分優(yōu)良，但是運(yùn)輸成本極高：每千克貨物要10萬歐元的運(yùn)費(fèi)。旅游界希望在地球軌道上分一杯羹，發(fā)展太空旅游。維珍航空公司自2012年開始，把乘客送上110千米的高空，也算是邁向太空旅游的一步吧！

挑戰(zhàn)七 開發(fā)太空中未知的領(lǐng)域

對(duì)于太陽(yáng)系的外緣（遙遠(yuǎn)的海王星之外），人類并不是很了解，然而，那里深藏著太陽(yáng)系的許多秘密?？茖W(xué)家認(rèn)為太陽(yáng)系外緣隱藏著幾千顆矮行星和彗星，幾億年不變！要在本世紀(jì)末前，向太陽(yáng)系外緣派出無人宇宙飛船，科學(xué)家就必須利用“磁等離子體動(dòng)力推力器”，制造速度極高的宇宙飛船—把燃料離子化，再加熱至幾百萬度，產(chǎn)生極大的推動(dòng)力?！按诺入x子體動(dòng)力推力器”現(xiàn)在尚在試驗(yàn)階段，預(yù)計(jì)可在20年內(nèi)開始使用。

挑戰(zhàn)八 在宇宙中尋找水源

歐羅巴（木衛(wèi)二）和伽尼米德（木衛(wèi)三）是木星的兩顆衛(wèi)星，二者最令人吃驚之處，是它們冰封的表面下蘊(yùn)含液態(tài)的水（水是生物存活的重要條件之一）！因此，美國(guó)和歐洲的太空總署正聯(lián)手查證這兩顆衛(wèi)星上有沒有生命——計(jì)劃在2020年底，派出無人宇宙飛船到兩顆衛(wèi)星的附近，觀察它們有沒有海洋。接下來，科學(xué)家希望用機(jī)器人提取歐羅巴上的一些冰塊，如果歐羅巴上有生命存在（即使是極簡(jiǎn)單的生命體），那么科學(xué)家一定會(huì)在本世紀(jì)內(nèi)派航天員到火星。

挑戰(zhàn)九 向更遠(yuǎn)的星空進(jìn)發(fā)

要把人類送到土星或更遠(yuǎn)的太空去，就需要在推進(jìn)技術(shù)上尋求突破。載人宇宙飛船需要力量較大的推動(dòng)器，可以使用核能來推動(dòng)。以核能推動(dòng)宇宙飛船是一件十分復(fù)雜的事，星體發(fā)光也是靠此原理。2020年左右，以核能推動(dòng)載人宇宙飛船的技術(shù)，可以在地球上進(jìn)行測(cè)試，但要真的把它應(yīng)用到太空之中，則最快也要在80年后。如果你想明天就出發(fā)去海王星，那實(shí)在是太異想天開了！

挑戰(zhàn)十 小行星，你好

美國(guó)、歐洲和日本將在本世紀(jì)20年代，以無人宇宙飛船攫取一些小行星的碎片，研究太陽(yáng)系的形成過程。許多小行星在45億年前已經(jīng)成形，并且從來沒有改變過。如果小行星含有氣體或稀有金屬，人們可能在2050年后開始計(jì)劃開發(fā)這些資源。一直以來，人類都在擔(dān)心小行星撞向地球，如果我們了解小行星就可以找到應(yīng)對(duì)方法，比如改變小行星的軌道。

多了解一點(diǎn)

“征服太空是一個(gè)沒有盡頭的計(jì)劃！”

艾倫·杜巴是太空科技專家和物理學(xué)家，我們來看看他是怎么說的。

哪一項(xiàng)挑戰(zhàn)是最有迫切性的？

我們應(yīng)該學(xué)會(huì)以新的方法進(jìn)入太空，因?yàn)?0年來，火箭的技術(shù)沒見到有什么改進(jìn)！我們應(yīng)該像生產(chǎn)汽車一樣，推出一些性能更好、成本更低的系列，或者發(fā)明可以進(jìn)入太空的飛機(jī)！2050年前，我們必須改革火箭升空的技術(shù)！

每個(gè)人都可以去太空嗎？

未來，太空旅行將會(huì)成為一股潮流。從現(xiàn)在到2020年，可能會(huì)有數(shù)萬人在太空中做短線旅游（離地面100千米內(nèi)）。到2030年，在地球軌道上的旅館度假將不再是有錢人的專利。

人類會(huì)征服整個(gè)太空嗎？

我認(rèn)為人類將會(huì)在整個(gè)太陽(yáng)系建立基地，這事會(huì)在未來兩個(gè)世紀(jì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，至于沖出太陽(yáng)系，則應(yīng)該是500—1000年以后的事。以當(dāng)前的科技，要前往太陽(yáng)系以外的地方，是有去無回的，但是，我們不會(huì)因此而卻步，科學(xué)家一定會(huì)尋找把人送到太陽(yáng)系以外的地方的方法。

歐洲在征服太空中的角色

歐洲在世界太空科技中排行第二——僅次于美國(guó)而名列俄羅斯之前。歐洲太空總署發(fā)射了亞里安5型火箭（Ariane 5），把通信和地球觀測(cè)衛(wèi)星帶進(jìn)太空。歐洲太空總署也探索太陽(yáng)系的衛(wèi)星、積極參加國(guó)際太空站的活動(dòng)。然而，不同于美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)甚至印度，歐洲太空總署并沒有把人送上太空，因?yàn)樗狈d人宇宙飛船。2012年，歐洲太空總署開始討論建造載人宇宙飛船的可能性。

征服太空后，我們可以住在何處？

征服太空的目的之一，就是為人類尋找新的定居地。以下兩個(gè)太空定居點(diǎn)，聽起來有點(diǎn)瘋狂！

人造衛(wèi)星殖民地

我們可以在月球環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道上，建立幾個(gè)長(zhǎng)達(dá)幾千米的太空站，太空站可接待1萬到100萬人，站內(nèi)的大型圓柱體，可制造一個(gè)重力跟地球相仿的環(huán)境。

把火星改造成第二個(gè)地球

當(dāng)人類真的可以踏足這顆紅色行星，便會(huì)致力于將它變成適合我們居住的地方：有大氣層、森林、河流、海洋……但是，外星地球化不是一件容易的事，可能要花上1000年的時(shí)間！

太陽(yáng)系之外

目前科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)超過500顆太陽(yáng)系以外的星體，但大多都是以間接的方法發(fā)現(xiàn)的，而不是直接觀察到的。天文學(xué)家用了很長(zhǎng)時(shí)間印證和推斷星體的存在。