未雨绸缪 人类加速驶入“大航天”时代
刘慈欣原著小说《流浪地球》的英文版
今年春节一部科幻电影引爆国内电影票房市场,没错,它就是真正意义上首部国产科幻大片——《流浪地球》。想必大家在观影过程中被视觉效果所震撼,被影片中家园情怀所感动,甚至开始抬起头,向天空发问。
科学家对《流浪地球》的考据告诉我们,当地球的外在环境或内在环境让人类无法生存时,人类也许只能收拾收拾细软准备“跑路”了,不管要不要带着地球“一起走”,最重要的一步就是要让人类熟悉宇宙,了解宇宙,从现在的航空航天技术发展来看,还是形势一片大好的。
今年是个“太空年”
“2019年将会是个‘太空年’。”摩根士丹利去年年底发表的一份报告断言。太空探索被列入多个国家的重要发展战略。美国航天局去年9月发布“国家太空探索行动报告”,提出地月空间探索、再次载人登月、载人探索火星等战略目标;俄罗斯也正积极准备,计划逐步实施月球、火星和金星的探测等。除美俄等传统航天大国,新兴国家也迅速崛起。阿联酋计划2021年向火星发射无人探测器,印度宣布将在2022年前完成载人航天任务……
中国航天捷报频传。在嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆之后,中国国家航天局宣布,中国将继续实施月球探测工程,突破探测器地外天体自动采样返回技术,还计划在2030年前实施火星探测、小行星、木星探测等深空探测任务。
不断提高的运载能力是“大航天”时代的支柱。未来,美国航天局主导研发的下一代大推力运载火箭最高载荷可达130吨;俄罗斯计划推出近地轨道运力达160吨的新“能源”火箭;而中国计划中的长征九号重型运载火箭将确保我国运载火箭技术在2030年前迈入世界一流梯队。
太空产业“迎变革”
摩根士丹利去年年底预计,在航天领域,产业、技术和资本筹集都将从2019年开始加速。到2040年,太空产业的经济规模将从目前的近4000亿美元提高到约1.1万亿美元。
太空旅游、太空采矿、太空移民、在轨制造和卫星服务业……尽管实践起来仍是困难重重,但庞大的太空产业对民营资本有着难以抵挡的吸引力。一些世界大型风投公司、对冲基金、主权财富基金、主流养老基金等已经跃跃欲试。
以太空采矿为例,不少航天大国已将获取月球矿产资源作为开发月球的重要目标之一。在美国,美国航天局正大力推动登月商业活动,甚至不惜牺牲大量政府主导的太空计划。美国还打算在月球附近建立轨道平台,并再次实现载人登月。
也有声音认为小行星采矿才是首选。虽然很多人认为实施这一任务的障碍很多,但实际上,金融和技术障碍已经大幅减少。美国航天局已经开始实施捕获小行星的计划,未来可将小行星拖至地月系某个轨道,而一些企业正在研发小行星采矿技术。美国商务部指出,太空产业正处于“变革边缘”,而私企将可扮演更重要角色,甚至作为推动发展的引擎之一。
加速完善“大生态”
以往,铸就航天业的辉煌,通常需要举国之力。而在“大航天”时代,航天发展将呈现“非线性”的特点:运载工具、太空服务、应用开发等各个领域的发展不分先后顺序,各类研发平行展开,整个产业四处开花,商业航天成为重要支柱,产业生态更加完善。
在美国,太空探索技术公司已可以实现一周内多次发射火箭,蓝色起源公司则计划在月球上建立永久定居点;中国国家航天局多次表态鼓励商业航天有序发展。在美国举办多年的太空技术博览会上,2018年第一次出现了中国企业的身影。这家名为“天仪研究院”的微小卫星公司成立仅有3年,但已有11颗卫星发射入轨。
业内人士普遍认为,小卫星时代已经来临。卫星将越做越小,越做越便宜,功能越来越强,类似当年个人电脑的发展路径。随着新技术和新市场的出现,太空经济还出现了核心业务之外的其他增长领域,可以说,“大航天”时代的大生态正在加速完善。
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看懂《流浪地球》,这些太空知识了解一下?
作为中国第一部硬科幻电影,《流浪地球》公映之后口碑可谓十分炸裂。很多人看完这部片子之后,发现对电影中的背景知识不甚了解,那么,今天就跟小编一起来了解一下《流浪地球》中的关键知识点。
太阳氦闪
三四十亿年后,太阳将由青壮年进入老年期。老年期的太阳会变为一颗红巨星,太阳氦闪就是发生在红巨星阶段的失控氦融合过程中的所谓不稳定现象,青壮年时的太阳靠氢核聚变带来的能量维持着自身形态,当氢原料被用完时,内核将开始收缩,这会导致核心温度进一步升高。当温度高达1亿摄氏度后,就会发生氦核反应从而爆发出巨大能量。
逃离太阳系
人类要想逃离太阳系,就不得不说说三大宇宙速度:第一宇宙速度是7.9km/s,大于这个速度即可进入绕地轨道;第二宇宙速度为11.2km/s ,是物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球所需要的最小初始速度;第三宇宙速度为16.7km/s,是摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度。电影中刘慈欣一手打造了“逃离太阳系”计划,也就是“刹车、逃逸、加速、减速、新太阳时代”五个步骤。
行星发动机
电影中全世界人类通力合作,建造了12000多台高达11000米的行星发动机,其实,在地球上建造行星发动机的想法还是比较异想天开的,这些发动机启动后,大量的大气层气体被发动机等离子体光柱推出大气层外,从而导致地球上大气越来越稀薄。影片中描述地球表面变极低温度已经十几年,想必光合作用早已停止。在这些年里地球那么多发动机消耗,还要供35亿人日常生活,大气层的氧气只销不产,还能有足够的氧气点燃木星吗?
洛希极限
当行星与卫星距离近到一定程度时,潮汐作用就会使天体本身解体分散。以电影中的地球和木星为例,当地球与木星之间的距离为洛希极限时,地球自身的重力就会与木星造成的潮汐力相等,而如果继续靠近,地球本身就会解体,从而成为木星的环。
综合新华社、中新、《科技日报》报道
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