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重返月球意味着什么

吴晨2019-08-05 16:01

(图片根源:壹图网)

1984年一天的清晨,美国第一位进入地球轨道遨游的宇航员格林(John Glenn)一私人开车去了华盛顿美国航空航天博物馆。博物馆还没有开门,格林站博物馆外,透过玻璃窗看他乘坐的“友谊七号”返回舱,说了一句很成心思的话:“有时分,我念,本人是不是犯了一个错?”此时的格林曾经是美国联邦参议员,正竞选美国总统的民主党提名,可是竞选很不随手。他说这句话很有深意,仿佛疑心本人挑选分开冲感人心的航天遗迹,到场政界,是不是挑选错了。总统竞选是那么世俗,那么重闷,完备差别于宇宙中俯瞰地球的那种巧妙觉得。可以一定的是,他思念谁人勇于抱负,勇于做伟大抱负的时代。

格林思念的是什么时代?便是上世纪60年代。1961年,苏联人加加林成为第一位太空人;1969年,美国人阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人。人类探究的新边疆一会儿被翻开了,仿佛火星会是下一私人类投降的对象,而走出太阳系的太空旅游也可以只需求一代人就能完成。

谁人抱负的时代实便是野心的时代。

美国登月的阿波罗方案,给了上世纪六十年代的那一代人以伟大的抱负和为追寻抱负而寻找技能打破的激情。阿波罗方案所付与的是,一个国家(美国)怎样能为了追寻抱负而以举国之力应用集团伶俐办理繁杂题目的那种任务感。但阿波罗方案并没有如当时的人,特别是科学界,所希冀的那样开启人类探究宇宙的太空时代。相反,这个方案本身成为了目标,让宇航员胜利登岸月球并平安返回成为了目标。告竣目标之后,阿波罗方案也就被束之高阁,人类再没有迈出过地球轨道。阿波罗方案勾起了一代人的太空梦,却又掩埋了一代人的抱负。

本年,间隔1969年阿姆斯特朗首次登月正好过去了半个世纪。《从零到一》的作家彼得·蒂尔(Peter Thiel)的一句话颇能描画阿波罗世代过去半个世纪的懊悔:“我们念要的是遨游汽车,却等来了140个字符(推特)。”

举措手腕而不是目标的阿波罗方案

登月50年之后,地球上爆发了翻天覆地的改造:生齿添加了一倍,经济总量添加了300%,地球变得更加昌盛。但与此同时,每年二氧化碳排放平均添加140%,工业革命之后排放的二氧化碳总量中的三分之二是过去五十年排放的。南极洲上空发生了臭氧空虚,亚马逊雨林有五分之一遭到砍伐。分明,加速开展的经济和不时迭代的科技给人类也带来了庞大挑衅,特别以生态状况被摧毁和举世变暖最为棘手。

因为人类的运动给地球带来了深化改造,少许地质研讨者认为,我们曾经进入到了一个全新的地质时代——人类世(Anthropocene)。那么,什么时分是人类世的初阶呢?有专家就认为,阿姆斯特朗登月是人类世最明晰的开端。这是人类第一次登上地球除外的星体,地球与月亮之间的关连很厉密,地球的地质年代与月球也有着明晰的关连。大大都科学家认定,最初月亮的生成绩源自一颗火星大小的行星与地球的碰撞。举措人类世的滥觞,人类可以影响地球除外的一个星体,并留下不可消逝的遗迹,也十分有标记性。阿波罗登月月球外面留下的遗迹,包罗登月舱升降架、月球车、脚印、月球车的车辙印,以及人类的分泌物等。这些遗迹会恒久地留月球上,不会像地球上被疾速风化。

日益举世化的经济依赖两大基石:不时积聚的资本和指数级的开展。这也意味着人类的运动对地球的影响日益深远。有专家给出了一个量化人类影响的公式:人类的“影响=生齿*充裕程度*科技改造”,跟着生齿的添加,平均充裕程度的晋升,以及技能的改造,人类所发生的影响也疾速增加。

恰恰是近来半个世纪人类运动对地球发生的深化影响,让更众人看法到从头拾起阿波罗方案所代外的太空探究的重要原理。他们念象着把人类对地球影响的公式改动为“影响=生齿*充裕程度/科技改造”,能把科技从分子变为分母,期望太空科技的发毡ボ够淘汰污染,淘汰对资源的消耗。亚马逊的老板贝索斯便是这种念法的代外,他寄期望于开启一个宇宙工业化的时代,把重工业都挪动到太空中去,还地球以洁净。

过去五十年,我们对宇宙的认知也让我们对地球面临的损害有了更深化的认知。月球上遍布的陨石坑便是活生生例子,比月球大得众的地球所能吸引到的袭击要挟就更高。特别是上世纪80年代之后,专家们基本认同恐龙的灭尽源于一场小行星撞击地球的大灾难。有更为齐备的太空方案,对太阳系以致除外的宇宙有更深的了解也就变得尤为重要。一位专家以致说:“恐龙之以是灭尽是因为他们没有太空方案,假如我们因为没有太空方案而灭尽,那真是活该!”

出于同样对地球环保压力或者未来损害的担忧,越来越众人也期望地球除外找到新的故土。宇航前驱齐奥尔科夫斯基就出名言:“地球是人类的摇篮,但人类不行永久留摇篮里。”今世私家航天的代言人,SpaceX的创始人马斯克期望有生之年让人类真正成为双行星生物,也于是把载人登岸火星举措目标。

把阿波罗方案举措手腕,而不是目标,虽然迟到了半个世纪,却取得了复生。

太空探究的代价何

从头唤起人类太空抱负的同时,仍然需求考虑几个要害题目:为什么要探究太空?为什么要投资探究太空的技能?关于这些题目,起码有三个视角值得我们去体恤。

起首太空给了我们一个差别于地球的观测点,可以让我们更俊逸地去观察地球,也可以让我们进一步探究宇宙。全新的视角会让我们有新颖的发明。

发射了哈勃太空千里镜之后,因为太空不再有大气的搅扰,人类第一次可以看到更分明的宇宙图片。确实一切第一次进入太空的宇航员,都会如痴如醉地趴窗口,回望蓝色的星球,看飞速挪动的大陆,看太阳的升与落。宇宙黑色高深配景烘托下,我们的地球会显得云云地差别。只要那一刻,你才干够去讴歌生命的美妙,同时也慨叹生命的软弱。

  其次,太空探究也能让我们去了解相关怎样太空生存的常识。

为了太空中重塑人类适宜保存的状况,太空探究必需能“螺丝壳里做道场”,轮回应用种种资源。比如水就至关重要,尿液需求轮回应用。探空探究的一项重要命题便是找到冰,因为这不光能供应水源,槐ボ将水剖析成氢气和氧气,成为太空遨游的燃料。

太空探究中保存,还需求去了解怎样可以让一小群人长时间封合空间中协作保存。因为可预睹未来的太空探险,不是太空舱或者空间站,便是月球或者火星的基地,空间有限,人数未几,时间很长,与地球的联系会跟着间隔增加而越来越禁止易。假如以现有火箭技能,往返火星的行程起码要两年的时间,而火星和地球通信传输的间隔是24分钟(也便是光速从火星到地球的间隔)。

宇航员群体过去50年爆发的最大改动便是从大大都由遨游试飞员(加加林和阿姆斯特朗都是顶尖的试飞员)构成,变成引入更众科学家。怎样让这两种人友爱相处很重要,因为科学家常常对试飞员身世的宇航员不屑。美国第一位太空行走的女宇航员苏利文(KathrynSullivan)是地球物理学家,就一经对一位轻蔑看待她的前试飞员说:“你不过是我的司机罢了。”

从许众地球上举行的封合模拟试验中,研讨职员曾经发明,探究太空的宇航员不行只是遨游员和科学家两类人,需求吸引少许有着特定性格特征的人帮帮团队成员更好的协作。比如,一个精良的团队需求一个首领、一个社交秘书、一个会讲故事的人。最好既有内向的人,也有外向的人。而一个团队中最重要的脚色并不是首领,而是小丑。小丑不光幽默,还很聪慧,对小组的每个成员都有充沛的了解,因此可以化解绝阵势部因成员恒久密合空间中亲密接触而发生的告急气氛,充当差别人群之间的桥梁。了解团队怎样运作、团队何故会出状况,以及该怎样避免人际干系呈现题目,将是决议太空探究成败的要害因素。

让更众女性成为宇航员也会添加团队的韧性。到场阿波罗方案的24名宇航员通通是男性。苏利文发明,当她成为第一批女性宇航教练员的时分,以男性为主导的美国宇航局(NASA)对女性的了解以致远远赶不上对宇宙的了解。他们给女性计划了标准尺码的宇航服防火内衣,可是女性的胸围和臀围都不是标准尺码能满意的,当女性宇航员抗议了之后,NASA才赞同为她们定制宇航内衣。

第三个题目则是关于人本身,微重力的状况中,我们的人体会爆发什么改造?没有了大气层和地球磁场维护的状况中,人体可以会遭受到什么样的损害?

这是一系列的艰难。

起首是辐射。假如月球上修设基地,怎样规避辐射就成了大题目。科学家发明,月球外面如许没有任何维护的外太空,宇航员有13%的可以性遭受太阳质子爆发如许的大幅添加辐射的事情,这将添加患癌症的损害。他们有5%的几率会罹患辐射病,另有0.5%的可以直接被太阳辐射致死。1972年8月就爆发过相似的太阳质子大爆发,而爆发前后四个缘乐别是阿波罗16号和17号登岸月球,假如任何一次登月遇上了大爆发,宇航员基本没有生还的可以。

另一方面,太空探究对骨骼、肌肉、心肺都会有所影响。人体失重形态下会有许众奇特的外现。比如眼力会模糊,可是老花却能缓解;分不清上下尊驾,总认为是头顶着地倒立行走;体液不再受地心引力的掌握,反而会加大身体中种种意念不到的地方的压力,比如说颅内压力。

孪生太空人凯利兄弟就被用来举行了一次比较试验。哥哥斯科特国际空间站义务了一年众,弟弟马克则呆地面举措比照系。斯科特回到地面之后,研讨职员把两人的身体数据做了充沛的比照。结果发明,斯科特太空停留时代端粒变长了。端粒是细胞核中染色体着末的DNA链,一般会跟着细胞的破裂和老化而变短。斯科特体内与免疫系统相关的基因变得十分生动,与DNA修复相关的细胞机制也是云云。另一个令人诧异的观察结果是斯科特血液中保管大宗线粒体碎片。线粒体是细胞内的微细构造,能从糖份中释放能量,一般只要细胞受损或因压力死亡时才会进入血液。

好新闻是斯科特返回地球后不久,他体内爆发并被记载下来的数千项改造确实都恢复了平常。这外明康健的人体一般可以很好地从太空遨游的压力中恢复过来。

微重力的太空另有许众未知的范畴。比如是否可以胜利妊娠生子?婴孩能否微重力状况中孕育?他们假如要回到地球又碰面临什么样的挑衅? 这些题目都有待未来的太空探究去答复。

重返月球的原理何

重返月球的话题近来再次成为热门。中国嫦娥四号探测器年头胜利登岸月球反面之后,美国副总统迈克·彭斯3月发布美国宇航员将于2024年重返月球。

和50年前比较,重返月球的原理何呢?

起首是太空探究范畴到场了更加众元的逐鹿。五十年前的登月是美苏两个超级大国之间的逐鹿,现逐鹿的格式更为众元,逐鹿的核心变成了怎样更低廉更平安地重返月球,同时怎样将重返月球的体验更好地应用于未来探究火星以致太空深处。

美国宇航局太空探险方面也有了全新的实验,虽然阿波罗方案也一经有上千家企业到场,可是火箭和飞船的计划完备由宇航局完毕。现诸如SpaceX和贝索斯的蓝色根源(BlueOrigin)如许私营航天公司也到场到了太空探究之中,美国宇航局也习气了向私营企业直接采购火箭息争决方案。比如NASA总共向SpaceX的猎鹰9火箭和龙飞船供应了4亿美元资金帮帮它研发,并直接采用“猎鹰9+龙飞船”举措向国际空间站运送物资的办理方案。有专家预测,假如NASA自行计划全新的火箭+飞船,费用要十倍以上。

私营航天也开端思索给出本人的办理方案。SpaceX就有一套登月念象:可重复使用的猎鹰重型火箭会先发射一个堆栈,将带领装满燃料的登月舱(合计八吨的载荷)运送到低地轨道;另一枚猎鹰重型火箭会发射龙飞船,龙飞船与堆栈低地轨道汇和,宇航员从龙飞船长进入堆栈,堆栈飞向月球并月球登岸;宇航员完毕月球探险之后,乘坐登月舱起飞回程,堆栈留月球举措未来月球基地的一部分,登月舱返回低地轨道,与龙飞船对接,宇航员乘坐龙飞船返回地球。

与阿波罗方案的月球轨道汇合情势差别,SpaceX的地球轨道汇合情势可以让飞船载有更众的载荷前去月球,并有更众物资修设月球基地。SpaceX方案的中心因素是使用可接纳的火箭,让发射资本大为低沉,同时添加更众可重复应用的模块,比如说还可以再发射一个或者众个八吨重的拘 舱,与登月堆栈对接,让宇航员前去月球的旅车傈安宁。SpaceX的这些计划,实是期望拿登月做实行,为未来长途火星遨游做测试。

假如比照一下SpaceX的方案和NASA现有的计划,以致会发明,NASA的方案太中规中矩,而私家航天的方案更野心勃勃。

其次,月球也供应了种种为未来更宽广的太空探究做实行的试验场。

月球上曾经发明有冰。假如可以大范围开采使用月球上的冰,就可认为太空旅游供应燃料。专家预测,从月球上开采制制燃料并运送到低地轨道,大约资本是每千克3000美元。

月球上采矿是另一个可以性。已故的美国太空运动家奥尼尔(GerardKO’Neill)就畅念月球和地球之间的太空架设太阳能空间站办理地球的能源危急,太空发电可以通过微波转达到地面,而月球则可以成为制制这太空站的原料产地。

道到洁净能源,有人倡议从月球灰尘中提取氦三同位素(Helium-3)。氦三同位素可以是用于核聚变发生洁净能源的一种原料,却没有放射性,100公斤就可以驱动一座大型发电厂。不过,题目是从月球灰尘中提取氦三同位素太禁止易,而且关于核聚变发电,人类还远没有掌握通通技能。

另有人期望能月球上开采相似铂金如许的贵金属。月球每年遭受大宗陨石袭击,许众陨石里就有大宗贵金属。假如能有用开采,可以带来几千亿以致几万亿美元的收入。当然大宗贵金属带到地球会因为供求干系的彻底改动而大幅拉低贵金属的价钱,但专家认为这可以导致铂金的广泛使用,就仿佛当冶炼资本大幅低沉之后铝被广泛使用相同。假如铂金很低廉,那么大宗使用铂金的氢燃料电池也就会变得特别低廉,同样会促进洁净能源的普及。

阿波罗方案之后,NASA因为没有此根底长进一步探究太空而备受批判,许众人认为它糜费了那一代人对抱负的寻求。同时,也有批判者常说:“既然我们能把人送上月球,为什么我们不行……”比如说为什么我们不行淘汰对地球的污染?为什么我们不行让地球上每私人都离开贫穷?为什么我们不行阻遏举世变暖?既然举国之力可以完毕不行够完毕的义务,抑制种种艰难,为什么不行用举国之力去办理其他题目?是缺乏动力、缺乏资金,照旧什么另外启事?现,我们晓得,阿波罗方案的终止,既有政事的思索(美国起首载人登岸月球胜利是美苏争霸胜利的代外),也有资本的考量(终究阿波罗方案的最高峰,美国联邦政府加入了4.4%的预算)。

现新的野心被燃起,不光是因为有了新的需求,也因为有了更众的到场者,重返月球将只是第一步。

(作家系《经济学人·商论》施行总编辑)