正文 第十章:暢想未來(1 / 3)

誰沒有想象過外星人呢!爭議不斷的新聞、撲朔迷離的事件、精彩紛呈的外星人電影……神秘古怪的“外星人”早就深深植根在每個人的童年幻想中。我們給外星人打電話,為什麼沒回複?將來,與外星人的接觸將變為現實,我們可以驕傲地說:“你好,外星人!”

如果我們去火星,乘坐宇宙飛船,幾乎要用半年的時間,現在,科學家找到了一個更快捷的辦法搭乘小行星去火星,夠有創意吧。

目前,人類到底能飛多遠呢?太陽帆或許能告訴你答案。

172-173 觀天巨眼大比拚

大約140億年前,混沌的宇宙發生了一連串大爆炸,所有物質迅速向外飛散。這些原始物質互相吸引,並形成星雲、恒星或星團,數以億計的恒星又形成銀河係,而成千上萬的銀河係又向外擴展。那宇宙有沒有盡頭呢?在宇宙中,每天都在發生什麼事情?

如果你想知道答案,就要借助巨眼——望遠鏡了。1609年,伽利略製成了世界上第一台望遠鏡。目前,世界最大的光學天文望遠鏡是凱克望遠鏡,直徑為10米,位於美國夏威夷莫納克亞山。為了研究太陽係、恒星和星係,全球的天文學家正在研製新一代的望天巨眼——

OWL光學望遠鏡

OWL光學望遠鏡的直徑達100米,是史無前例的光學望遠鏡。它的造型非常酷:穹頂超級大,可覆蓋一個階梯式體育場;體積龐大,鏡麵也不是單獨一個,而是由3048個直徑1.6米的一模一樣的透鏡拚接而成。

值得一提的是,OWL在全部安裝完畢前就可以工作了。從2016年起,它可以靠直徑60米的透鏡工作。2021年,所有透鏡拚裝完畢後,它的觀測本領將達到巔峰。到那時候,6000平方米的采光鏡將利用肉眼看不見的紅外線探索星空,尋找其他星係中的行星。不過,它不算太貴,製造成本為11億歐元,僅相當於一個空間探測器的預算費用。

SKA射電望遠鏡

除了光學望遠鏡,天文學家又將目光投向了射電望遠鏡,它的工作原理與衛星電視天線接收器的原理大同小異。其中,SKA射電望遠鏡計劃,是截聽宇宙中無線電波的最雄心勃勃的計劃。為什麼呢?首先,SKA將由數百個直徑7米、裝有護罩的天線組成。這些天線將並排安裝,覆蓋麵積達到100萬平方米。其次,它比現有射電望遠鏡大100倍,敏感100倍。它將截聽遙遠的星雲,尋找新的脈衝星。如果有外星人存在的話,它還能探測外星人居住星球的“智能”無線電信號呢。

“大麥哲倫”望遠鏡

2016年,世界上最大的天文望遠鏡“大麥哲倫”將建成,花費資金約5億美元,天文學家稱這項投資為豪賭。如果投入使用的話,它將是一個裏程碑式的跨越,使人們能夠直接觀測遙遠星係的行星,尋找類似太陽係或地球的宇宙環境,以及潛在的智慧生命。

“大麥哲倫”的主鏡片由七個分鏡片組成,每個直徑約8.4米。這些鏡片以菊花的形狀被組裝在一起:一個居中,另外六個環繞在周圍。安裝在一起後,“大麥哲倫”的聚光能力相當於一麵直徑為21.4米的巨型完整鏡麵。另外,上麵裝備一台先進的光學儀器。借助該儀器,它的成像清晰度將達到哈勃太空望遠鏡的10倍。

“達爾文”航天器

看了單個的望遠鏡,再來看看組合式的,它叫“達爾文”航天器,是由八艘宇宙飛船組成的飛行編隊,是專為分析其他行星的大氣而設計的。它的主要任務就是搜尋生命蹤跡。其中,有六個飛行器是直徑3米的望遠鏡,它們將組成一個直徑數百米的編隊飛行。第七個飛行器將負責收集六個望遠鏡向它發出的光,第八個飛行器將負責與地球其他飛行器聯絡。

為了避開刺眼的光線,這支飛行編隊將在距離地球150萬千米的太空運轉。2014年,歐洲宇航局將正式啟動這項計劃。在更遠的未來,科學家們還將建造由一大批望遠鏡組成的超大型天文望遠鏡,那時,由數百麵望遠鏡采集的零碎圖像將可以在電腦上重新合為一體,工作人員隻需要坐在電腦前,動動手指,就能對天象變化了如指掌了。

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最佳天文觀測點

在南極洲中央,有一處海拔3300米的平台,被稱作天穹C。科學家說,這裏是地球上最理想的天文觀測地點。南極沒有日夜更替,極晝長五個月,極夜長四個月,這為觀測宇宙創造了獨一無二的條件。另外,雖然被冰雪覆蓋,但南極大氣中水氣很少,是地球上最幹燥的地區之一。由於可以持續觀測,科學家們將更好地搜索太陽係外的行星,這是尋找地外文明最基礎的一步。

174-175 乘著電梯上太空

神話傳說中,巍峨的昆侖山頂有一棵參天大樹名叫“建木”,誰要是能沿著這棵大樹攀登到頂,誰就能進入天宮,得道成仙。其實,這不過是個美妙的神話而已。但是,直到今天,從太空返回地球還是耗時費力的,將來太空電梯也許會解決這個問題。

雖然太空電梯耗資巨大,可是一旦建成,收獲也將非常巨大。使用它,不光可以解決天地運輸問題,甚至可以探測其他行星。對於這一設想,科學家們正在從理論上展開分析和研究。

一部電梯連天地

其實,太空電梯並不是真正的梯子。這部梯子長達10萬千米,下端是一個浮動基站平台,設在赤道地區的熱帶海域,上端則是一個人造天體,處在地球靜止軌道上,即距地麵35800千米左右的高空。這樣才能保證它不會亂跑,無論地球怎麼轉,它都乖乖地和地球在一個水平麵上。

那麼,太空電梯的電力哪裏來呢?假如需要運載燃料上太空,就一點也不劃算了。所以,科學家打算用微波或激光傳輸電力。不過,電梯一旦開動,爬升器走得卻很慢,從地麵到地球同步軌道需要七天半時間,返回地麵也需要七天半。因此你最好準備一些幹糧。同時,由於運載能力有限,承載量隻有30噸,票價將嚴格按照自身重量和攜帶物品的重量計算。

太空電梯納米造

由於電梯的纜線必須承受地心引力和離心力的雙重拉扯,因此,需要相當強韌的材料製成。於是,碳納米管就是最好的選擇。碳納米管是石墨中一層或若幹層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”,直徑隻有幾到幾十納米,內部是空的。這種材料很結實,密度是鋼的1/6,而強度卻是鋼的100倍。

實際上,即使處於完全平衡狀態,按照計算,普通材料也沒有一種能滿足太空電梯對抗拉強度的需要。根據現在的材料科技水平,隻有20世紀90年代發展起來的碳納米管,可以在強度和重量的比例方麵合乎要求。用納米技術製造的纜繩可以更細,重量更輕,同時強度會更大,更柔韌。更先進的納米技術甚至可以提供活性材料,讓纜繩能自己發現缺陷並自己修複。

搭乘電梯有些悶

就像我們常見的公交車,太空電梯也將設置成兩向對開,並在適當的高度安裝“站台”,以方便乘客和貨物上下。這些站台實際是固定在太空電梯上的空間站,它們的重量應該從最初設計時就考慮在內,甚至載重和行駛位置也需要精確計算。

但是,有的專家認為,太空電梯理論上是可行的,但在技術上要比宇宙飛船上天難很多。比如,在大氣層內它會遇到刮風、閃電,而最大的危險或許是太空垃圾,這些都是很棘手的現實問題。另外,太空電梯旅行可能不像你想象的那麼浪漫。實際過程可能有些悶,沒有火光,也沒有激動人心的聲響,你隻會緩緩地順著纜繩攀升,升入黑黑的太空……

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你不知道的一二

*太空電梯概念率先由阿瑟?克拉克在其1979年出版的小說《天堂泉》中使用。當然,最初公眾的反應隻是一笑置之。當年,克拉克接受采訪時頗為不滿地表示,隻有當大家不再爆笑時,打造天梯才有現實可能。

*考慮到重量平衡,太空電梯實際上應該由兩部分組成,將包括自重心點起往上、下兩方向各自伸展出的數萬公裏長的索道或者管道,它們分別被形象地稱為“吊天梯”和“甩天梯”。事實上,建造的時候也應該是從中間的太空站開始同時向上下兩個方向同時修建。

176-177 未來的太空救生船

在太空裏,時刻充滿著未知的危險。1997年6月,在一次空間對接中,一艘貨運飛船不小心撞上了“和平”號空間站,造成有史以來最嚴重的太空碰撞事故,珍貴的氧氣開始泄漏。

宇航員們立刻進入了救生艙,但是仍沒有脫離危險,因為缺少能量,救生艙的啟動係統無法工作。幸運的是,隨著太陽從地平線上升起,一塊未被損壞的太陽能電池板發揮了作用,能量得以儲存,救生艙開始工作了。經過努力,他們最終排除了危險。

另外,在太空中,有許多流星和太空垃圾,它們飛行的速度極高,倘若一不小心擊中了空間站,那裏麵的宇航員怎麼逃生呢?前車之鑒,後車之師。為此,科學家設計了一種新型太空救生飛船,代號為X-38。

航天飛機送上天

作為未來國際空間站的專用救生船,X-38可以常年停泊在空間站上,一次可載客七人。它機長7.31米,機高2.22米,翼展3.81米,將由航天飛機送上天,並從貨艙中釋放出來。然後,和空間站對接。當出現緊急情況時,宇航員可以乘坐它,迅速撤離。不過,X-38飛船上的生命係統隻能維持七個小時。

此外,為了抵禦與大氣層摩擦時產生的高溫,X-38外殼上還覆蓋有一層特殊的熱防護層。當它進入地球大氣層,到達12000米高度時,700平方米著陸降落傘將自動打開,以保證安全降落。

全自動的救護車

出於救生船的綜合考慮,X-38被設計得既像一輛救護車,又像一艘救生船,因為它必須保證一旦空間站出了問題,如失火、缺氧,或是有人生病、受傷,需要立即送回地麵時,宇航員們能立即離開空間站。

所以,X-38是全自動的。宇航員可以爬進去,把自己關起來,隨便怎麼樣都行,而且根本不用知道如何開動它,實際上這就是X-38的關鍵。你可以隨便讓一個對它一無所知的人坐進去,不需要做任何事情,就可以把他送回地麵。

考試,考試,再考試

為了檢測X-38能否正常工作,工程師們把它懸掛在B-52大型運輸機的機翼下麵,帶到了6500米的高空。X-38在開始下落以後,為了減緩速度,它會從尾部拋出一個小降落傘,直徑20米。然後,小降落傘被切斷。接下來,會拖出一個大降落傘。

這個大降落傘像拉手風琴一樣,分五個步驟展開,每一步都可以減速。一旦完全開始工作,X-38將利用GPS全球衛星定位係統,計算出自己所處的位置,分析到達目的地該沿著什麼樣的路線飛行。最後,結果出乎意料的好。在降落時,X-38停在了預定目標的10米範圍以內,第一次試飛圓滿成功。

值得一提的是,飛船體內安裝有驅動係統,可以牽引著大降落傘的兩邊,使降落傘能左右轉動。這樣一來,X-38不僅可以在預定的地點著陸,而且著陸範圍非常準確,通常可以精確到100米。往後,倘若遇到緊急情況,X-38飛船在逃離空間站之後的一個半小時以內,宇航員就可以躺在醫院的救護車裏了。

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太空逃生三招

一、在國際空間站堅固的安全艙裏,儲存足夠物資,出現緊急情況時,宇航員可以呆在那裏,等待救援。

二、將一艘俄羅斯的“聯盟”號飛船停留在空間站上隨時待命,一旦發生事故,它將擔負起緊急疏散任務,確保安全返航。但是,一艘“聯盟”號每次隻能載客三人。

三、即利用太空救生船逃生。

178-179 星際電話打不通

對於UFO,人們顯然並不陌生,關於它的相關報道層出不窮,但外星人是否真的存在,卻沒有科學家能夠證實。在2005年2月,美國一家公司別出心裁,推出了一項星際電話服務,有興趣的人隻要撥打1—900—226—0300這個號碼,就可以向外星人進行呼叫。

這是因為,專門有一個碟形天線負責發送,你的聲音會傳播到遙遠的太空中。對於這項服務,人們抱著很大的期望,夢想有一天能和外星人天地對話。但遺憾的是,迄今為止,沒有一個人收到過外星人的回電。星際電話打不通,難道是線路出問題了?還是有其他原因?

電話費有點貴

打電話當然要收費。不過,星際電話的費用有點貴,每分鍾為3.99美元,約合32元人民幣,幾乎是我國IP國際長途電話資費的兩倍。

其實,早在2000年,星際電話就開始研製開發了。它的服務一流,力求盡善盡美。它完全符合美國聯邦通信委員會的要求。而且,發射天線直徑為3.5米,正對著銀河係恒星最密集的地區。一旦開始工作,銀河係內約有4000億顆星都會接收到它傳出的聲音信號。不僅如此,星際電話還全麵提高服務質量,擴展一係列的新業務,包括向外太空傳遞業餘攝像片、電子郵件、數碼照片和印刷資料等,想得真周到。