第七章

水星還有一個特征,就是它的表麵3~4千米高的斷崖地形隨處可見,有的長達幾百千米,這些被認為是水星冷卻收縮而形成的。當然真正的深層原因,仍在探索與研究之中。

水星的赤道半徑雖然隻有地球的2/5,但密度和地球差不多,因而可以初步斷定構成水星的物質比地球物質重。這就使科學家推論,水星中心有一鐵鎳組成的核心,大小可能和月球相似。

水星也有磁場,大約為地球磁場強度的1%,但比火星的磁場要強許多。這已經是被“水手”10號探測水星時所研究出的,謎一般的水星現在已經被我們揭開了它的不少秘密,進一步的探測還有待於未來的探索。水星上有生命嗎

水星上沒有大氣,太陽近距離地灼烤著水星,以9倍於給地球的光和熱傾注於水星上,使水星麵向太陽的一麵最高溫度可達到400℃左右,岩石中的鉛和錫都會被太陽光熔化出,更別說生命的存在了,這裏是太陽係最熱的地方之一,黑墨般的天空懸掛著巨大的太陽,比地球上看到的太陽大8倍,四周寂靜無聲,簡直像一座煉獄。別以為水星隻是個滾燙的星球,有時候又冷得嚇人。在水星背向太陽的一麵,由於沒有大氣起調節溫度的作用,溫度下降極為迅速,溫度多在-163℃以下。水星的晝夜大約30天交換一次,即在一個月的時間裏,連續暴曬,接著一個月時間跌入寒夜,真是一個火與冰的世界!這樣的水星世界,對地球上任何已知的生命都意味著毀滅,不可能有生命在水星上生存。金星逆向自轉之謎

在太陽係已發現的九大行星之中,有八顆行星自轉方向是順向自轉,隻有金星的自轉方向與眾不同的,呈逆時針方向。也就是說,如果人類生活在金星上的話,人們看到的太陽將是西升東落。

金星一般被人看作是地球的姊妹星,它的自然條件與地球非常相似。它距地球108億千米,位於地球的內側。公轉一周是243天,自轉周期由於測量困難,所以得出的數據很不統一。有人計算出是23小時20分,有人認為是幾十天,還有人認為和它的公轉周期相同,也是243天。後來經過長期的觀測,才測得它的自轉周期是117天。那麼,金星如此緩慢散發像一氧化碳那樣的氣體,由於該氣體與水相互作用,結果把水都消耗掉了。第三種可能是,金星上曾有大規模的火山爆發,灼熱的岩漿把大海烤幹了。第四種可能是,金星的水源來自它的內部,後來又回歸原處。

持這種觀點的人還有美國密執安大學的學者多納休等人,他們補充說,大陽的早年並不像現在這樣亮和熱,太陽每秒的輻射量要比現在少30%,金星的氣候也沒有現在這樣炎熱。溫和的氣候使大海得以形成,後來,太陽漸漸熱起來,金星運轉又相當緩慢(金星一天等於地球117天),經不過太陽的酷曬,金星上的大海就完全被蒸發幹了。

到了90年代關於金星上是否存在過大海,是否存在過生物,科學家們又進行了很多探討,前蘇聯科學家宣布說,他們的無人空間探測船從金星上拍到的照片看到金星上有大量的古城遺址,這個消息令很多人震驚。

但也有許多科學家對金星存在大海一說提出不同的看法。美國科學家尹蘭克認為,金星大氣是由不斷進入大氣層的彗星核造成的,而彗星核的主要成分是水冰,所以金星根本不可能存在大海。

到目前為止,科學家們還沒有找到金星存在大海的實證,這個問題對於人類來說仍是個未解之謎。天王星上的“水”

在美國天文學家觀測天王星時,發現天王星周圍有一個強大的磁場以圍繞它繞行的月亮。

美國的航海者M號無人駕駛太空船,在離地球18億英裏的太空,拍回了大批照片,初步揭開了這個星球的神秘麵貌。

最初的一些照片發現天王星最少有14個月亮,直徑從20~1000英裏都有。這些月亮表麵滿是坑和浮水。

天王星表麵上的雲狀物原來是永不靜止的藍綠色大海,急速流動的氦和氫造成了強風,吹過結冰的海洋。磁場的發現證明天王星有一個熾熱的軸心,並產生強大的電能,造成類似地球的極光。

天王星是太陽的第七個行星,1781年才被天文學家發現,但在航海者二號發回照片前,科學家對這個遙遠的行星所知的非常有限。在這裏,陽光要比地球弱350倍,氣溫大約是-360℃。以地球時間計算,天王星環繞太陽一圈要84年。

航海者二號和一號是1977年一起升空的,已經到過木星和土星。後來一號太空船離開太陽係,二號繼續飛去天王星,1987年1月24日最接近這個行星,大約離表麵不足170萬英裏。

現在知道天王星上有水、碳氫化合物和有機氣體。一般人最感興趣的是這個星球有沒有生物呢?因為地球開天辟地的時候,也是先有這3種東西。早在1979年,航海者發現木星也有月亮。到1981年,又在土星的月亮上發現類似地球大氣層的有機物,天文物理學家說在這種情況下,有原始生物是有可能的。

令科學家們興奮的是:木星、土星和天王星都是灰雲和冰組成的光環,這就是說,在這些行星上可能存在著水,存在著生命。科學家認為,如果能夠研究出這些光環的來曆,也可以研究出我們居住的地球的來曆。科學家最少還要用幾年時間,才能分析和研究完航海者二號在6個小時內所拍回的照片,到時可能會有驚人的發現!宇宙航行設想

20世紀50年代末,美國科學家搞了個火星探測的研究性計劃,即“獵戶星座計劃”。為此設計的“奧利安”號無人飛船,設想用間隔的核爆炸所產生的衝擊波來推動。後來,科學家們又對“奧利安”號的設計進行了改進,使它成為載人恒星際航行飛船,飛向天狼星或別的恒星。巨大的飛船可裝載幾百名男女宇航員和他們的後代,以及維持他們的生活和工作的一切物品。飛船的核脈衝推進裝置,采用小型氫彈爆炸產生動力。一顆氫彈的爆炸威力,相當於1000噸黃色炸藥,每隔3或10秒鍾爆炸一顆。10天之內可使飛船加速到1萬千米的速度,由於速度效應,280年可以到達天狼星附近。

英國星際航行協會1973年1月,成立以阿蘭·邦德為首的科學家小組,他們在“代達羅斯”研究性計劃中,設計了“代達羅斯”號自動飛船,用來飛往離地球6光年的巴納德星。由兩級組成的飛船,均采用核脈衝推進。飛船總長200米,初始質量54萬噸,其中兩級的核燃料分別為46萬噸和4000噸。

用氫的同位素氖和氦的同位素氦-3作燃料,讓它們在-270℃的低溫下混合,並製成直徑為2~4厘米的小球。動力裝置工作時,將一顆燃料小球射入發動機燃燒室。同時,幾十個電子束發生器發出高能電子束,一齊轟擊核燃料小球,使溫度升至上千萬度,氖和氦-3發生核聚變反應產生巨大的能量,推動飛船前進。如果每秒鍾燃燒250顆小球,即核脈衝率達250次每秒,則推力可近似於連續。

第一級工作205年後與第二級分離。第二級接著工作176年,使飛船速度達到36萬千米每秒。由於速度效應,大約50多年可飛到巴納德星。在接近巴納德星的前幾年,放出探測器,對巴納德星、它的行星及其衛星進行探測。從飛船發射時算起,大約60年後可收到“代達羅斯”號飛船的探測信息。

20世紀80年代初,弗裏曼·迪森提出用微波帆來推動宇宙飛船。1984年,羅伯特·福瓦特以此設計了“星束”號宇宙飛船,它有一張直徑達14米的圓形網帆,它由極細的鋁絲織成,重量隻有20克。在網帆上有10萬億個鋁絲交叉點,每個交叉點就是一個微電子線路,它們既是計算機的元件,又可感光,具有微型針孔照相機的功能。

一座圍繞地球運行的太陽能衛星電站,將電能轉變為微波。在衛星與“星束”號飛船之間,設一麵菲涅耳透鏡,將衛星發來的微波,聚焦到飛船的帆上,開啟10萬億個微電子線路,調節網帆的導電率,使帆對微波束的反射能量達到最大值,作用在網帆上的微波束的光子壓力,使飛船加速。通過科學計算表明,20千兆瓦的微波束,可使飛船獲得155克的加速度值,在六七天內達到1/5的光速,即6萬千米每秒。由於速度效應,約20年可到達比鄰星。如微波束加速的時間延長,則到達的時間還可縮短。

在飛行過程中,飛船上的超大規模集成塊會自動使用網帆中的導線,作為微波天線去收集微波束的能量,然後像人眼視網膜上的光感受器一樣,自動分析目標星的光譜信息,並以25張每秒的速度拍照,再通過網帆做定向天線,將探測到的信息發回地球。

激光動力飛船由於太陽能衛星電站的電能,既可以變成微波束也可以變成激光束,而且激光束比微波束發散性更小。為此,羅伯特·福瓦特於20世紀80年代末以激光束代替微波束,設計了“星集”號飛船。它由3個同軸環組成,外層為加速級,直徑1000千米,中間為交會級,直徑320千米,內層為返回級,直徑100千米。飛船上的帆用鋁膜製成,膜厚16毫微米,直徑36千米,重約5噸。將激光束聚焦到帆上的菲涅耳透鏡,直徑1000千米,設在土星和天王星之間繞太陽飛行的軌道上。鋁膜薄帆能反射82%的光能,讓45%的光透過,吸收135%。計算表明,65千兆瓦的激光束,可使飛船獲得4%的地球重力加速度值,連續加速3年,飛船可達到11%的光速,約40年可到達比鄰星。