太空探索：小行星可能會成為人類星際探索墊腳石

太空中有數以萬計的小行星 它們是太陽系形成時剩下的岩石碎片 它們的大小從幾米到幾百公里不等 它們的軌道也各不相同 有些小行星靠近地球 有些則遠離地球 有些小行星是巨石 有可能撞上我們的星球 造成災難性的後果 而另一些則是小石頭 被稱爲小行星 在地球旁邊無害地移動 小行星對於天文學家和太空探索者來說 既是一個挑戰也是一個機會 它們可以幫助我們瞭解太陽系的起源和演化 也可以爲我們提供太空資源和目的地 爲什麼要研究小行星 麻省理工學院的天文學家理查德·賓澤爾說 他從小就對太空感興趣 但是當他開始學習天文學時 他發現小行星是一個相對未被開發的領域 有很多潛在的科學價值 他說他在50年前 發表了他的第一篇關於小行星的論文 從那時起他就一直關注這些岩石天體 賓澤爾說 小行星作爲星際探索的墊腳石 有很多吸引人的地方 首先它們很容易到達 因爲它們的引力很小 所以不需要太多的推進力 就可以降落或離開 其次它們可以爲我們提供太空資源 比如水、金屬和有機物 這些都可以用來製造燃料 建造結構或支持生命 第三它們可以爲我們提供太空目的地 比如在前往火星或其他行星的途中 作爲中轉站或實驗室 什麼是火箭方程式 賓澤爾說 要想在太空中飛行 我們需要燃料 而燃料是有限的 他引用了一個火箭的方程式 他描述了從地球表面發射燃料的困難 他說 這個方程式的意思是 如果你需要太空燃料 你就必須把燃料從地球上發射出去 而你需要燃料來發射燃料 因此你在太空中的機動能力 就會出現收益遞減 賓澤爾說 他參與的一項任務是 星視野號飛往冥王星的任務 這是一個很好的例子 它們希望在九年內到達冥王星 因爲它們想在它們還活着的時候 看到冥王星 而且宇宙飛船的機器 不會永遠工作下去 即使使用現有最大的火箭 它們的飛船也無法攜帶足夠的燃料 來停止減速和進入軌道 就像火箭方程式說的 如果你要在十年內到達那裏 你就不能送上足夠的燃料 你用這麼多燃料加速到達那裏 你就無法發射足夠的燃料減速 因此它們只能選擇飛越冥王星 而不是停留在冥王星 如何在太空中獲取燃料 太空中的資源 可以打破從地球發射燃料的限制 實際上 你能從太空資源中收集到的所有燃料 都可以用來把你送到你想去的地方 最重要的問題是 我們能在太空建立加油站嗎 下一個技術挑戰是展示太空資源開發 太空探索技術公司SpaceX 和美國國家航空航天局NASA 可能想開始測試太空加油 在太空中你有飛船 但有另一枚火箭發射的 基本上是一個燃料箱 然後你從那裏爲你的飛船加油 冰澤爾說 這就是問題的一部分 如何在太空中 將燃料從一個容器轉移到另一個容器 他說 這在以前從未實現過 但這和從月球兩極 小行星或小行星上 獲取燃料和水是兩碼事 如何從物體或天體和太空中提取資源 是一個巨大的 尚未解決的技術挑戰 水是由氧和氫組成的 而氧和氫是火箭推進劑 最基本的兩種分子 通過向水中引入電流 科學家們可以分離出這些分子 然後將它們轉化爲單獨的液化形式 當這兩種液化材料 在燃燒室中結合時 氫將作爲燃料 氧將作爲氧化劑 它們將共同爲火箭提供 在太空中飛行所需的推力 因此 富含水的小行星 可能是極好的燃料來源 如何發現更多的小行星 要想發現更多的小行星 我們必須尋找 在識別任何可能的危險小行星的過程中 自然會發現小行星 找到存在的小行星 並確保在未來十年或幾個世紀內 不會出現小行星危險 這是我們成年人的責任 也是我們現在有能力旅行的責任 含水量最豐富的小行星或小行星 很可能也富含碳 這使它們變得非常暗 因此它們不會反射太多的陽光 但這對我們可以安置在軌道上的 尋天望遠鏡來說是個好處 比如近地天體尋天者任務 它將用紅外光搜索小行星 這意味着它們是通過熱信號被探測到的 顏色較深的小行星溫度較高 因此最適合被近地天體尋天探測器 等空間望遠鏡探測到 這對探測危險 識別可能的危險非常有利 也是尋找可獲取太空資源的理想選擇 除了空間望遠鏡 還有地面望遠鏡 比如維拉魯賓望遠鏡 它位於地球上 因此它有晝夜週期 它不能離太陽太近 因爲太陽的光會干擾它的觀測 這兩種類型的望遠鏡是相輔相成的 它們可以覆蓋更多的天空 也可以覆蓋離太陽更近的天空 它們在尋找可能接近地球的小行星方面 真是一舉兩得 相得益彰 人類何時能成爲星際物種 賓澤爾不認爲 人類在這個十年內就能成爲星際物種 人類要離開地月搖籃至少到達火星附近 但不一定要登陸火星 這需要三十年的時間 賓澤爾認爲 首先需要採取的步驟 是超越地球軌道的長期太空飛行 下一步是長時間的太空飛行 離開地月系統的搖籃數月 然後往返火星 這很可能是模仿阿波羅八號 基本上是繞月往返地球 小行星可以滿足離開地月搖籃的第一步 在那裏 它們不只是在深空 在廣袤的虛無中漂浮和運行 而是有地方可去 有事情可做 它們可以成爲通往火星的目的地或踏腳石 賓澤爾相信 小行星是太空探索的墊腳石和危險 我們必須認識它們 利用它們 保護我們自己免受它們的威脅