人人河北麻将官方客服|微乐河北麻将挂下载

重返月球意味著什么

吳晨2019-08-05 16:01

(圖片來源:壹圖網)

1984年一天的清晨,美國第一位進入地球軌道飛行的宇航員格林(John Glenn)一個人開車去了華盛頓美國航空航天博物館。博物館還沒有開門,格林站在博物館外,透過玻璃窗看他乘坐的“友誼七號”返回艙,說了一句很有意思的話:“有時候,我在想,自己是不是犯了一個錯?”此時的格林已經是美國聯邦參議員,正在競選美國總統的民主黨提名,但是競選很不順利。他說這句話很有深意,好像在懷疑自己選擇離開激動人心的航天事業,加入政界,是不是選擇錯了。總統競選是那么世俗,那么沉悶,完全不同于在宇宙中俯瞰地球的那種奇妙感覺。可以肯定的是,他在懷念那個敢于夢想,敢于做偉大夢想的時代。

格林懷念的是什么時代?就是上世紀60年代。1961年,蘇聯人加加林成為第一位太空人;1969年,美國人阿姆斯特朗成為第一個登上月球的人。人類探索的新邊疆一下子被打開了,似乎火星會是下一個人類征服的對象,而走出太陽系的太空旅行也可能只需要一代人就能實現。

那個夢想的時代其實就是野心的時代。

美國登月的阿波羅計劃,給了上世紀六十年代的那一代人以偉大的夢想和為追尋夢想而尋找技術突破的激情。阿波羅計劃所賦予的是,一個國家(美國)如何能為了追尋夢想而以舉國之力運用集體智慧解決復雜問題的那種使命感。但阿波羅計劃并沒有如當時的人,尤其是科學界,所期望的那樣開啟人類探索宇宙的太空時代。相反,這個計劃本身成為了目標,讓宇航員成功登陸月球并安全返回成為了目標。達成目標之后,阿波羅計劃也就被束之高閣,人類再沒有邁出過地球軌道。阿波羅計劃勾起了一代人的太空夢,卻又埋葬了一代人的夢想。

今年,距離1969年阿姆斯特朗首次登月正好過去了半個世紀。《從零到一》的作者彼得·蒂爾(Peter Thiel)的一句話頗能描述阿波羅世代在過去半個世紀的沮喪:“我們想要的是飛行汽車,卻等來了140個字符(推特)。”

作為手段而不是目標的阿波羅計劃

登月50年之后,地球上發生了翻天覆地的變化:人口增加了一倍,經濟總量增加了300%,地球變得更加繁榮。但與此同時,每年二氧化碳排放平均增加140%,工業革命之后排放的二氧化碳總量中的三分之二是在過去五十年排放的。南極洲上空產生了臭氧空洞,亞馬遜雨林有五分之一遭到砍伐。顯然,加速發展的經濟和不斷迭代的科技給人類也帶來了巨大挑戰,尤其以生態環境被破壞和全球變暖最為棘手。

因為人類的活動給地球帶來了深刻變化,一些地質研究者認為,我們已經進入到了一個全新的地質時代——人類世(Anthropocene)。那么,什么時候是人類世的開端呢?有專家就認為,阿姆斯特朗登月是人類世最明確的開始。這是人類第一次登上地球之外的星體,地球與月亮之間的關聯很緊密,地球的地質年代與月球也有著明確的關聯。大多數科學家認定,最初月亮的生成就源自一顆火星大小的行星與地球的碰撞。作為人類世的發端,人類能夠影響地球之外的一個星體,并留下不可磨滅的痕跡,也非常有標志性。阿波羅登月在月球表面留下的痕跡,包括登月艙起落架、月球車、腳印、月球車的車轍印,以及人類的排泄物等。這些痕跡會長久地留在月球上,不會像在地球上被快速風化。

日益全球化的經濟依賴兩大基石:不斷積累的資本和指數級的發展。這也意味著人類的活動對地球的影響日益深遠。有專家給出了一個量化人類影響的公式:人類的“影響=人口*富裕程度*科技變化”,隨著人口的增加,平均富裕程度的提升,以及技術的變革,人類所產生的影響也在快速增長。

恰恰是最近半個世紀人類活動對地球產生的深刻影響,讓更多人意識到重新拾起阿波羅計劃所代表的太空探索的重要意義。他們想象著把人類對地球影響的公式改變為“影響=人口*富裕程度/科技變化”,能把科技從分子變為分母,希望太空科技的發展能夠減少污染,減少對資源的消耗。亞馬遜的老板貝索斯就是這種想法的代表,他寄希望于開啟一個宇宙工業化的時代,把重工業都轉移到太空中去,還地球以清潔。

過去五十年,我們對宇宙的認知也讓我們對地球面臨的風險有了更深入的認知。月球上遍布的隕石坑就是活生生例子,比月球大得多的地球所能吸引到的襲擊威脅就更高。尤其是上世紀80年代之后,專家們基本認同恐龍的滅絕源于一場小行星撞擊地球的大災難。有更為完備的太空計劃,對太陽系乃至之外的宇宙有更深的了解也就變得尤為重要。一位專家甚至說:“恐龍之所以滅絕是因為他們沒有太空計劃,如果我們因為沒有太空計劃而滅絕,那真是活該!”

出于同樣對地球環保壓力或者未來風險的擔心,越來越多人也希望在地球之外找到新的家園。宇航先驅齊奧爾科夫斯基就有名言:“地球是人類的搖籃,但人類不能永遠留在搖籃里。”當代私人航天的代言人,SpaceX的創始人馬斯克希望在有生之年讓人類真正成為雙行星生物,也因此把載人登陸火星作為目標。

把阿波羅計劃作為手段,而不是目標,雖然遲到了半個世紀,卻獲得了新生。

太空探索的價值何在

在重新喚起人類太空夢想的同時,仍然需要思考幾個關鍵問題:為什么要探索太空?為什么要投資探索太空的技術?對于這些問題,至少有三個視角值得我們去關注。

首先太空給了我們一個不同于地球的觀測點,可以讓我們更超脫地去觀察地球,也可以讓我們進一步探究宇宙。全新的視角會讓我們有新奇的發現。

在發射了哈勃太空望遠鏡之后,因為在太空不再有大氣的干擾,人類第一次可以看到更清晰的宇宙圖片。幾乎所有第一次進入太空的宇航員,都會如癡如醉地趴在窗口,回望藍色的星球,看飛速移動的大陸,看太陽的升與落。在宇宙黑色深邃背景襯托下,我們的地球會顯得如此地不同。只有在那一刻,你才可能去贊嘆生命的美妙,同時也感慨生命的脆弱。

  其次,太空探索也能讓我們去了解有關如何在太空生活的知識。

為了在太空中重塑人類適宜生存的環境,太空探索必須能“在螺絲殼里做道場”,循環利用各種資源。比如水就至關重要,尿液需要循環利用。探空探索的一項重要命題就是找到冰,因為這不僅能提供水源,還能將水分解成氫氣和氧氣,成為太空飛行的燃料。

在太空探索中生存,還需要去了解如何能夠讓一小群人長時間在封閉空間中合作生存。因為可預見未來的太空探險,不是在太空艙或者空間站,就是在月球或者火星的基地,空間有限,人數不多,時間很長,與地球的聯系會隨著距離增長而越來越不容易。如果以現有火箭技術,往返火星的行程至少要兩年的時間,而火星和地球通訊傳輸的間隔是24分鐘(也就是光速從火星到地球的距離)。

宇航員群體在過去50年發生的最大改變就是從大多數由飛行試飛員(加加林和阿姆斯特朗都是頂尖的試飛員)組成,變成引入更多科學家。如何讓這兩種人和睦相處很重要,因為科學家常常對試飛員出身的宇航員不屑。美國第一位太空行走的女宇航員蘇利文(KathrynSullivan)是地球物理學家,就曾經對一位輕蔑對待她的前試飛員說:“你不過是我的司機罷了。”

從很多在地球上進行的封閉模擬試驗中,研究人員已經發現,探索太空的宇航員不能只是飛行員和科學家兩類人,需要吸引一些有著特定性格特征的人幫助團隊成員更好的協作。比如,一個良好的團隊需要一個領袖、一個社交秘書、一個會講故事的人。最好既有內向的人,也有外向的人。而一個團隊中最重要的角色并不是領袖,而是小丑。小丑不僅有趣,還很聰明,對小組的每個成員都有充分的了解,因而可以化解絕大部分因成員在長期密閉空間中密切接觸而產生的緊張氣氛,充當不同人群之間的橋梁。了解團隊如何運作、團隊何以會出狀況,以及該怎樣防止人際關系出現問題,將是決定太空探索成敗的關鍵因素。

讓更多女性成為宇航員也會增加團隊的韌性。參與阿波羅計劃的24名宇航員全部是男性。蘇利文發現,當她成為第一批女性宇航訓練員的時候,在以男性為主導的美國宇航局(NASA)對女性的理解甚至遠遠趕不上對宇宙的理解。他們給女性設計了標準尺碼的宇航服防火內衣,但是女性的胸圍和臀圍都不是標準尺碼能滿足的,當女性宇航員抗議了之后,NASA才同意為她們定制宇航內衣。

第三個問題則是關于人本身,在微重力的環境中,我們的人體會發生什么變化?在沒有了大氣層和地球磁場保護的環境中,人體可能會遭受到什么樣的損害?

這是一系列的難題。

首先是輻射。如果在月球上建設基地,如何規避輻射就成了大問題。科學家發現,在月球表面這樣沒有任何保護的外太空,宇航員有13%的可能性遭遇太陽質子爆發這樣的大幅增加輻射的事件,這將增加患癌癥的風險。他們有5%的幾率會罹患輻射病,還有0.5%的可能直接被太陽輻射致死。1972年8月就發生過類似的太陽質子大爆發,而在爆發前后四個月分別是阿波羅16號和17號登陸月球,如果任何一次登月遇上了大爆發,宇航員根本沒有生還的可能。

另一方面,太空探索對骨骼、肌肉、心肺都會有所影響。人體在失重狀態下會有很多奇特的表現。比如視力會模糊,但是老花卻能緩解;分不清上下左右,總覺得是頭頂著地在倒立行走;體液不再受地心引力的控制,反而會加大身體中各種意想不到的地方的壓力,比如說顱內壓力。

孿生太空人凱利兄弟就被用來進行了一次比較試驗。哥哥斯科特在國際空間站工作了一年多,弟弟馬克則呆在地面作為對照系。斯科特回到地面之后,研究人員把兩人的身體數據做了充分的對比。結果發現,斯科特在太空逗留期間端粒變長了。端粒是細胞核中染色體末端的DNA鏈,通常會隨著細胞的分裂和老化而變短。斯科特體內與免疫系統相關的基因變得非常活躍,與DNA修復相關的細胞機制也是如此。另一個令人驚訝的觀察結果是斯科特血液中存在大量線粒體碎片。線粒體是細胞內的微小結構,能從糖份中釋放能量,一般只有在細胞受損或因壓力死亡時才會進入血液。

好消息是在斯科特返回地球后不久,他體內發生并被記錄下來的數千項變化幾乎都恢復了正常。這表明健康的人體通常可以很好地從太空飛行的壓力中恢復過來。

在微重力的太空還有很多未知的領域。比如是否能夠成功懷孕生子?嬰孩能否在微重力環境中成長?他們如果要回到地球又會面臨什么樣的挑戰? 這些問題都有待未來的太空探索去回答。

重返月球的意義何在

重返月球的話題最近再次成為熱點。在中國嫦娥四號探測器年初成功登陸月球背面之后,美國副總統邁克·彭斯在3月宣布美國宇航員將于2024年重返月球。

和50年前相比,重返月球的意義何在呢?

首先是在太空探索領域加入了更加多元的競爭。五十年前的登月是美蘇兩個超級大國之間的競爭,現在競爭的格局更為多元,競爭的焦點變成了如何更便宜更安全地重返月球,同時如何將重返月球的經驗更好地應用于未來探索火星乃至太空深處。

美國宇航局在太空探險方面也有了全新的嘗試,雖然阿波羅計劃也曾經有上千家企業參與,但是火箭和飛船的設計完全由宇航局完成。現在諸如SpaceX和貝索斯的藍色起源(BlueOrigin)這樣私營航天公司也參與到了太空探索之中,美國宇航局也習慣了向私營企業直接采購火箭和解決方案。比如NASA總共向SpaceX的獵鷹9火箭和龍飛船提供了4億美元資金幫助它研發,并直接采用“獵鷹9+龍飛船”作為向國際空間站運送物資的解決方案。有專家預測,如果NASA自行設計全新的火箭+飛船,費用要十倍以上。

私營航天也開始考慮給出自己的解決方案。SpaceX就有一套登月構想:可重復使用的獵鷹重型火箭會先發射一個貨倉,將攜帶裝滿燃料的登月艙(總計八噸的載荷)運送到低地軌道;另一枚獵鷹重型火箭會發射龍飛船,龍飛船與貨倉在低地軌道匯和,宇航員從龍飛船上進入貨倉,貨倉飛向月球并在月球登陸;宇航員完成月球探險之后,乘坐登月艙起飛回程,貨倉留在月球作為未來月球基地的一部分,登月艙返回低地軌道,與龍飛船對接,宇航員乘坐龍飛船返回地球。

與阿波羅計劃的月球軌道匯合模式不同,SpaceX的地球軌道匯合模式可以讓飛船載有更多的載荷前往月球,并有更多物資建設月球基地。SpaceX計劃的核心要素是使用可回收的火箭,讓發射成本大為降低,同時增加更多可重復利用的模塊,比如說還可以再發射一個或者多個八噸重的居住艙,與登月貨倉對接,讓宇航員前往月球的旅程更舒適。SpaceX的這些規劃,其實是希望拿登月做實驗,為未來長途火星飛行做測試。

如果對比一下SpaceX的計劃和NASA現有的規劃,甚至會發現,NASA的計劃太中規中矩,而私人航天的計劃更雄心勃勃。

其次,月球也提供了各種為未來更廣闊的太空探索做實驗的試驗場。

月球上已經發現有冰。如果能夠大規模開采使用月球上的冰,就可能為太空旅行提供燃料。專家預測,從月球上開采制造燃料并運送到低地軌道,大概成本是每千克3000美元。

在月球上采礦是另一個可能性。已故的美國太空活動家奧尼爾(GerardKO’Neill)就暢想在月球和地球之間的太空架設太陽能空間站解決地球的能源危機,太空發電可以通過微波傳遞到地面,而月球則可以成為建造這太空站的原料產地。

談到清潔能源,有人建議從月球灰塵中提取氦三同位素(Helium-3)。氦三同位素可以是用于核聚變產生清潔能源的一種原料,卻沒有放射性,100公斤就能夠驅動一座大型發電廠。不過,問題是從月球塵土中提取氦三同位素太不容易,而且關于核聚變發電,人類還遠沒有掌握全部技術。

還有人希望能在月球上開采類似鉑金這樣的貴金屬。月球每年遭受大量隕石襲擊,很多隕石里就有大量貴金屬。如果能有效開采,可能帶來幾千億甚至幾萬億美元的收入。當然大量貴金屬帶到地球會因為供求關系的徹底改變而大幅拉低貴金屬的價格,但專家認為這可以導致鉑金的廣泛使用,就好像當冶煉成本大幅降低之后鋁被廣泛使用一樣。如果鉑金很便宜,那么大量使用鉑金的氫燃料電池也就會變得特別便宜,同樣會推動清潔能源的普及。

阿波羅計劃之后,NASA因為沒有在此基礎上進一步探索太空而備受批評,很多人認為它浪費了那一代人對夢想的追求。同時,也有批評者常說:“既然我們能把人送上月球,為什么我們不能……”比如說為什么我們不能減少對地球的污染?為什么我們不能讓地球上每個人都脫離貧困?為什么我們不能阻止全球變暖?既然舉國之力可以完成不可能完成的任務,克服各種困難,為什么不能用舉國之力去解決其他問題?是缺乏動力、缺乏資金,還是什么別的原因?現在,我們知道,阿波羅計劃的終止,既有政治的考慮(美國首先載人登陸月球成功是美蘇爭霸勝利的代表),也有成本的考量(畢竟阿波羅計劃的最高峰,美國聯邦政府投入了4.4%的預算)。

現在新的野心被燃起,不只是因為有了新的需求,也因為有了更多的參與者,重返月球將只是第一步。

(作者系《經濟學人·商論》執行總編輯)

 

人人河北麻将官方客服 河南省22选5开奖 查看历年开奖记录 pk10一期人工计划 足球 香港二中二免费资料大全 安徽时时结果查询 18选7开奖走势图 开奖日出波规律 重时时彩五星综合走势 通比牛牛手机棋牌