冥王星之探:耗资7亿美元 "看"一眼冥王星,值吗?

2015年07月20日 星期一 08:12 AM 冥王星之探:耗资7亿美元 "看"一眼冥王星,值吗? 耗资7亿美元,花费近十年看一眼冥王星,值吗?大国竞技星际空间,会否掀起新一轮深空探测热潮? 远些,远些,再飞远些。 9.5年,48亿公里,在深不可测的宇宙里,新视野号甚至
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2015年07月20日 星期一 08:12 AM

 

冥王星之探:耗资7亿美元 冥王星之探:耗资7亿美元 "看"一眼冥王星,值吗?

 

 

耗资7亿美元,花费近十年“看”一眼冥王星,值吗?大国竞技星际空间,会否掀起新一轮深空探测热潮?

远些,远些,再飞远些。

9.5年,48亿公里,在深不可测的宇宙里,新视野号甚至不如一粒尘埃,自2006年离开地球飞向黑暗,这个其貌不扬的探测器几乎被世人遗忘--直到2015年7月14日,数十亿地球居民第一次通过它看清了那颗藏身于太阳系边缘的冥王星。

然而,与社交媒体上被冥王星“萌哭了”的短暂狂欢相比,幕后的项目科学家们已为此付出了数十年的努力。早在1930年,人类就看见了冥王星,却又用了足足85年的时间才“看清”它,这颗离地球48亿公里的天体向来神秘,人类对它的探测到底走到了哪一步?天文科技已成为衡量综合国力的一项重要指标的今天,冥王星之后是否会掀起新一轮的深空探测热潮?

“与商业航天、应用航天不同,深空探测是用纳税人的钱开展的科学活动,也是高风险、高投入的活动。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新向羊城晚报记者表示,多国已相继酝酿或开展深空探测,这一方面取决于决策者有没有魄力,另一方面也和国家的技术实力、经济实力相关,“要量力而行”。

1“追星”的代价

距离2006年1月19日新视野号探测器发射升空已经过去了九年半。那时候,冥王星还是太阳系九大行星之一,正值冥王星发现者克莱德·汤博的100年诞辰,美国国家航空航天局(NASA)发射了新视野号探测器,开启了“追星”之旅。

作为迄今速度最快的空间飞行器,新视野号以5.8万多公里的时速,只用了9小时就飞过了月球,而当年美国“阿波罗”飞船抵达月球则用了3天时间。在用13个月飞到木星之后,新视野号还借助了木星的引力,将速度提升至每小时7.5万公里,但抵达冥王星前的遥远距离,依然让科学家们等待了近十年。

飞越木星以后,新视野号携带的绝大部分仪器开始处于休眠状态,每年仅被唤醒一次,以节约电力、延缓设备老化并降低运营开支。直到去年12月,新视野号又一次结束休眠,标志着探索冥王星及其卫星的活动正式开始。

近距离探测冥王星是人类探索太空的又一里程碑事件,新视野号飞行的轨迹却不能因此而停驻,它只能远远“看”一眼冥王星,在距离冥王星12500千米的黑暗虚空中与之擦肩而过。在社交媒体上,更有网友感性地称:飞越48亿公里,只为看你一眼。

漫漫“追星”路却并非网友想象的那般浪漫。在浩瀚宇宙中高速飞行,新视野号稍有差池便可能焚毁殆尽,甚至就在十几天前,它还突然失联。于是,经典问题来了:花费9年半、耗资7亿美元,冥王星甚至已经被“踢出”九大行星的行列,科学家们近乎孤独地坚守着这个结果不可预知的探测项目,究竟值不值得?

“近些年人类的太空探索基本可以证实,在传统划分的内太阳系、外太阳系之外,还有一片新大陆,天文学上将之称为柯伊伯带。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新指出,这一区域有数千个围绕太阳运转的冷冻天体,冥王星只是其中最大的一个,“这些天体保留了太阳系刚刚形成时期的面貌、成分等,对它们进行探测,有利于深入研究太阳系的起源和演变。”

北京空间科技信息研究所研究员庞之浩则告诉羊城晚报记者,尽管默默无闻,但有些大型的空间科学项目甚至要科学家们用一生的时间去从事,热爱空间科学的人将之看成一项事业而非职业。像此次新视野号项目的首席科学家艾伦·斯特恩已经为这一项目努力了25年:10年用来在政界和科学界凝聚意愿,5年用来建造探测器,探测器抵达冥王星又花了差不多10年。

庞之浩认为,对宇宙的探索本身就已经值得坚守,而因航天的需求而研制的技术也将产生巨大社会和经济效益。“现在大家熟知的条形码、气垫运动鞋、方便面的干菜叶,包括重症监护室、彩超等,都是航天科技最典型的应用。在深空探测方面,有些技术刚开始不一定广为人知,但随着时间的发展就会产生意想不到的用途,短期内不能简单地用'能给我带来多大利润'来衡量。”

2“强国”的较量

按照计划,对冥王星系统的历史性探测,只是新视野号的第一个任务。2016年-2020年,新视野号将在柯伊伯带中穿行,再往后,它将追随旅行者1号等“前辈”的步伐,进入更广袤、更空旷的星际空间。

有专家向记者分析指出,对美国而言,新视野号的漫漫旅程,也是对“航天强国”霸主地位的确认。

深空探测历来是航天强国实现技术突破和资源竞争的竞技场。上世纪80年代之前,只有美苏两国开展深空探测,欧日随后加入。新世纪以来,世界各航天国家相继酝酿或开展深空探测,中国和印度成为后起之秀,深空探测从两强争霸到群雄逐鹿。

“从整个空间探测来讲,美国在旅行者1号、2号发射之后,进入了短暂低潮期。”庞之浩介绍道,这主要是由于空间探测的费用比较高,围绕深空探测值不值的问题,美国国内当时也进行了大量的论证。

到了80年代末,美国恢复了部分空间探测,发射了麦哲伦号金星探测器、伽利略号木星探测器、卡西尼号土星探测器。这些空间探测动辄耗资几亿美元,卡西尼号土星探测项目成本更是高达30多亿美元。“美国很重视空间科学,一个原因是美国要保持空间探测老大的地位,很多项目美国都想要在世界上实现首次探测。”

在美国之外,国际上的空间探测计划也正在蓬勃发展。庞之浩介绍称,欧洲探测过月球、火星、金星、彗星;日本探测过月球、彗星和小行星,其火星、金星探测都失败了,但隼鸟一号探测器成功实现了从小行星上取样;印度探测了月球和火星;中国开展了探月工程,实现了绕月和落月探测,嫦娥二号还实现了我国首次对小行星的飞越探测。

据媒体不完全统计,迄今为止,人类共实施了200多次深空探测任务。焦维新向记者表示,目前在深空探测领域,毫无疑问是美国的技术科研基础最强,“但这些年因为经济不景气,美国提出了很多很宏伟的项目都停留在口头上没有实现。”

记者了解到,由于目前NASA对深空探测的预算紧张,美国提出“更小更快更省”,把空间探测分三个级别:一是投资小、周期短的“发现计划”,如发射黎明号小行星探测器等;二是中型探测的“新边疆计划”,这次的新视野号就是属于这个计划中的;还有投资大、周期长的“旗舰计划”,如卡西尼号土星探测计划。前两者提出还是最近二十年的事情。

焦维新指出,美国每隔两年都会有一个深空探索蓝图,但目前已经立项、真正纳入发射计划的主要是火星的探测计划,“2016年、2018年、2020年,NASA将和欧空局合作发射火星探测器,包括轨道器、着陆器及新一代的火星车”。

3 追赶与合作

2007年,当中国第一颗探月卫星--嫦娥一号迈出深空探测的第一步,最远完成第一个地月距离时,美国的旅行者1号已经飞出了4万个地月距离,目前更是已经穿过了日球层顶。

不过,虽然中国在太空探测方面起步较晚,但近年来发展迅速,人造卫星可以载人发射、回收,太空飞船可以登月探测、拍摄。去年,中国嫦娥三号超期服役,探月三期再入返回飞行试验成功,为2017年月面采样返回奠定基础。据有关航天专家介绍,目前在欧洲、日本、中国和印度组成的探月第二集团中,中国已经走在了前面。

据有关航天专家介绍,月球与火星探测是全球深空探索的两大重点目标。未来深空探测将从太阳系普查逐渐聚焦到月球、火星、小行星、彗星、木星与木卫二、土星与土卫六等重点天体,目前的对月探测是为将来的深空探测打基础。

广东天文学会常务副秘书长李建基向记者指出,中国近几年主要是完善对月球的多角度、多层次的探测,对火星、金星等天体的探测还没有起步,“应该以就近原则,先跨出地球探测离地球最近的月球,然后探测火星,稳扎稳打,一步一步往外空间发展”。

“科学方面只有第一,没有第二。”焦维新建议,中国的深空探测应该在项目选择上有创新性,“未知的东西那么多,划定合理的、别的国家没有实现的科学目标,我们才能有新的发现。像欧空局,探测项目很多,每次都能有重大的发现。应当说中国以前在这方面重视不太够,月球探测方面顶尖的成果屈指可数。”

他指出,目前中国的短板是基础工业和通讯网络还比较落后,未来还要加强深空探测的国际合作。

记者了解到,目前中国正在积极开展多种形式的国际空间交流与合作,与俄罗斯、乌克兰、欧洲空间局、巴西、法国、英国、德国等建立了双边航天合作机制。中国国家航天局与欧洲空间局成功开展地球空间双星探测项目合作

“未来在深空探测领域,国际合作是大趋势。”庞之浩指出,空间科学本来就是为人类造福,信息应当为人类共享。国际合作可以分担各国的资金压力和技术压力,最典型的例子就是国际空间站,它由16个国家合作建造和应用。

4 科普路漫漫

航天技术除了能带来实用技术的进步,科学素养的提升也是重要效益。

焦维新指出:“关注深空探测,不仅是科学家的责任,还应想方设法吸引公众的关注,尽可能地让普通人获得亲身参与感,目的是争取他们的支持,同时提高公众的科学素养。”

现为广东天文学会常务副秘书长的李建基是广州本地人,从小就对天文学深感兴趣。但让他感到遗憾的是,广州对天文科普宣传的重视程度远远不够。广州至今没有也未准备筹建向公众开放的天文馆,相比其他类型的科普场馆,天文科普经费申请非常困难,这直接导致现有天文设备不足、维护不到位等问题。

李建基告诉记者,从化北回归线标志塔至今落成30年,没增加过什么设备,同样是北回归线经过之处,云南墨江北回归线标志公园,是集天文、地理、旅游和科普教育等综合一体的北回归线公园,也是当地有特色的旅游景点。台湾嘉义也建有北回归线标志公园,公园内建有太阳馆、窥阳台、天文天体模型和科普展览。

“我以前给孩子们上课,问他们有没有看过北斗星,大家都说没看过。”李建基称,更尴尬的是,2004年10月,荔湾区曾花费100多万元建起“时间园”,这是全国第一个24小时对外免费开放的天文地理科普场馆,现在却破败不堪。日晷的晷针没了,傅科摆的摆锤被偷了十几次,石碑上还被贴了“办证电话”。

大气环境恶化也是观星难的主要原因之一,广州的空气透明度不如从前,看星星越来越难。观察天体容易受光污染影响,李建基回忆,20世纪70年代以前,广州市民用肉眼能看到的星星大约有2000颗,而现在看到20颗都颇难。

 

来源:羊城晚报

 

 

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