中國將搬到13億公里之外！具體計畫讓人目瞪口呆【文昭思緒飛揚489期】

放飛頭腦 思緒飛揚 朋友們好 最近中文互聯網上 流傳著一個說法 說中國會搬到13億公里之外 這是怎麼回事呢 今天讓我們來好好聊一聊 其實這個說法來自於2025年8月 行星學會的報導 說中國深空探測實驗室 和上海衛星工程研究所 聯合提出了一個宏偉的計劃 宣稱中國太空探索的領域 將擴展到外太陽系 幸運中標的探索對象 就是土星的衛星土衛二 它還有一個名字叫做恩克拉多斯 相信絕大多數朋友 對土衛二、恩克拉多斯 這兩個名字都很陌生 既然中國太空計劃相中了它 肯定有重要的原因 那下面我們就先介紹一下土衛二 話說long long ago 1789年8月 天王星的發現者 著名的天文學家威廉·赫歇爾 自己設計製作了一台 超級天文望遠鏡 這個圓筒狀的傢伙 長大約12米 直徑1.2米 在那個時代18世紀末 絕對是領先全球的望遠鏡 有先進工具在手 果然事半功倍 1789年9月份 赫歇爾就發現了土衛一 又叫做「彌瑪斯」 1789年10月18號那天 赫歇爾再次興奮的通過望遠鏡 觀察土星 好運氣來了 啥也擋不住啊 立刻就發現了土星的又一顆衛星 它就是「恩克拉多斯」土衛二 赫歇爾計算出了土衛二的公轉週期 是32小時53分09秒 和現在確認的公轉週期 32小時53分6.83秒 僅差2.17秒 赫歇爾的觀察還是非常精確的 但是又過了200多年之後 直到1980年11月12號 美國的太空探測器旅行者1號 近距離飛掠土星的時候 才首次拍下了土衛二的照片 照片上的土衛二 看起來像是一個右側更亮 左側呈現半透明霧狀的圓點 科學家們拿到照片之後 並沒有細看細想 因為他們當時認為 土衛二就是一個大冰坨坨 早就停止了一切地質活動 它就像一塊靜止不動的石頭紀念碑 記錄著遙遠歲月的印記 也就僅此而已 相比之下它的兄弟土衛一「彌瑪斯」 就拉風多了 因為它的照片很清晰 看起來就像是電影星球大戰當中 帝國的超級武器 死星 1981年8月26日 旅行者2號再次飛掠土星 這一回它在比較近的距離 拍攝了土衛二 這回大家終於看清楚了 土衛二並不是一個完全平滑的大冰球 它表面有不少隕石坑 和月球一樣 但是它的直徑只有500多公里 比月球小很多 月球的直徑大約是3480公里 這個發現更堅定了科學界 對土衛二的看法 認為它就像月球一樣 地質活動早就停止了 因為當前的科學界認為 月球的地質活動 在20億年前就停止了 所以它沒有磁場 沒有大氣 導致它表面不停的受到小行星轟擊 所以月球表面也佈滿了隕石坑 那麼科學家就認為土衛二 也走過了和月球同樣的歷程 但是這個觀念在20多年以後 受到了挑戰 2004年 卡西尼-惠更斯號探測器 終於來到了土星周圍 2005年 卡西尼-惠更斯號 首次獲得了近距離觀察土衛二的機會 在僅相距1264公里的地方 卡西尼-惠更斯號 拍下了令人震驚的一幕 土衛二的南極區域 正頻頻地向太空噴發 噴發的方式看起來很像 美國黃石公園的地熱噴泉 在照片上看 這種太空噴泉 就像是冰球上長出來的羽毛 所以也叫羽狀噴發 這時候科學家們才驚覺 原來土衛二並不是一片死寂 它的地質活動還在繼續 從此以後 卡西尼-惠更斯號 就盯上土衛二了 它再次飛越土衛二南極的時候 距離土衛二的地表 近到只有175公里 所以這一次它可以看得更加清楚 發回來的照片顯示 土衛二的南極地區幾乎沒有隕石坑 而是一片荒涼的冰原 一股來自地下的力量 把巨大的冰塊剝落下來 隨意的扔在一邊 形成了一種類似老虎條紋的地貌 叫做虎皮條紋 一共四條 長成這樣 而且照片上還顯示 有一團巨大的蒸汽雲籠罩著冰原 話說土衛二的地表溫度 平均只有零下198度 最高是零下128度 水在這麼低的溫度下 當然是無法形成蒸汽雲的 肯定有其他原因製造了這種蒸汽雲 卡西尼-惠更斯號在之後的12年當中 多次觀察土衛二的南極 最近的拍攝距離近到只有幾公里 NASA的科學家 分析綜合紅外分光儀的照片之後 推測這種虎皮條紋地貌的中心位置 存在著冰火山 正是它造成了這個地區的溫度較高 冰火山噴發的時候 每秒鐘向太空中 拋灑200多公斤的水汽、水冰 還有其他晶體 它就是那個蒸汽雲的來源 冰火山的運動 不斷改變著南極的地貌 催生出了虎皮條紋 這些條紋地貌長度大約130公里 寬2公里 深500米 四根虎皮條紋彼此間距離約35公里 條紋兩側的冰坎隆起大約100米 寬2至4公里 虎皮條紋地區的地質年齡很年輕 估計只有50至100萬年 這證明了土衛二 絕非是一個靜止的冰球 而是一個地質活躍的冰衛星 2014年NASA發布了綜合分析結果 推測土衛二南極地下存在著海洋 海洋深約10公里 和地球上最深的地方 比如挑戰者深淵差不多 因為土星對土衛二的潮汐力作用 造成了土衛二地質活躍 地質活動的能量 又催生出了海底熱泉 不斷的加熱海洋 所以海洋能夠存在 最重要的是科學家們發現 冰火山噴發的水霧當中 除了水之外 還有二氧化碳、硫化物、氨、氮 甲烷、甲醇、氯化鈉等等物質的分子 被冷落已久的土衛二 這回居然發現了有水 有含氮、含硫的分子 這讓科學世界相當振奮 認為要尋找外星生命 去土衛二是一個就近的選擇 2017年9月15日 卡西尼-惠更斯號探測器按照計劃 進入了土星大氣層 做最後一次探索 被燃燒掉之後 也就終止了對土星 包括對土衛二的觀察 NASA和歐洲航天局 此後一直在商討新的探測計劃 但是截止到2025年 還沒有可行的新計劃出爐 這個時候中國登場了 率先公布土衛二探測計劃的 是中國的航天部門 中國的計劃很宏偉 而且要一步到位找到外星生命 於是就有網友調侃 如果外星人不夠厲害 中國就會移民 把土衛二給佔領了 這樣它就變成了 祖國神聖不可分割領土的一部分 中國在13億公里之外 就擁有了一塊飛地 調侃歸調侃 接下來讓我們看看中國的計劃 到底包括哪些內容 準確的說探測計劃還只是一個草案 就像畫畫 剛勾勒出了幾條粗線 草案包括了三個航天器 軌道器、著陸器和深鑽機器人 它們作為一個套件 被打包之後送往土衛二 計劃大致是這樣 軌道器進入目標軌道之後 先使用激光干涉儀 和紅外光譜儀等等設備 對土衛二進行全球遙感測試 繪製地圖和測評土衛二的磁場 然後再計算選出最佳的著陸地點 接下來著陸器就帶著深鑽機器人 離開軌道器 降落在選定的著陸點 開始實地勘測 驗證核實軌道器的測量數據 這兩步完成之後 深鑽機器人就可以動身了 它的任務很有挑戰性 它將鑽透厚達5公里的冰層 直接採集冰層之下海洋裡的樣本 尋找海洋裡的外星生物 這個計劃聽起來雄心勃勃 而且追求的是一步到位 很有中國特色 很符合什麼我們幾十年走完了 別人幾百年的路 那種風格 就不像NASA做事 慢條斯理的那種性格 先送軌道器 再送著陸器 分成幾個步驟來 那麼請問中國到底有沒有這種能力呢 雖然中國還沒有探索過外太陽系 就是木星之外的太陽系區域 去到最遠的地方就是火星 但是這種一步到位式的深空探索 倒是有先例的 中國送到火星的航天器 也是這種套裝 就是天問一號 它是由軌道器和祝融號火星車所組成的 中國是美國之後 第二個能夠在火星上 成功運作火星車的國家 所以中國的航太科技已經具備了 到遙遠行星進行探索的能力 也積累了一些經驗 但是重點來了 火星到地球的距離大約是3.5億公里 而土衛二則是相距了13億公里 路程增加了大約四倍 這就導致了航天器的設計難度 比去火星的天問一號要難很多 首先發射探測器的火箭 需要更大的有效載荷 因為要帶的設備更多 目前中國通用的火箭系統最厲害的 就是長征五號捆綁式大型火箭 它去火星的有效載荷 也只有6至7噸 要完成把土衛二變成 「祖國神聖不可分割一部分」這個任務 那載荷就得大幅度提高才行 才能夠運送更重、更複雜的探測儀器 那要提高多少呢 咱們簡單對比一下SpaceX 獵鷹重型火箭 它去火星的載荷就達到了16.8噸 是長征五號的兩倍多 那要完成去土衛二的任務 火箭的最低要求 再怎麼也得比SpaceX的火星任務 更強大才行 第二個難處是 探測器進入土衛二的軌道 遠比進入火星的軌道要複雜 所以如何設計出合理的飛行路線 也頗有難度 咱們前面談到 美國的探測器卡西尼-惠更斯號 在土星和它的衛星之間自由穿梭 十多年時間裡完成了眾多觀察任務 發回來了海量數據 但是這些看似輕鬆自由的任務 對中國來講還是非常陌生的領域 屬於初步嘗試 第三個難題就是電源問題 土衛二遠離太陽 像祝融號火星車那樣使用太陽能電池 肯定是沒戲的 所以就需要研發核電池 像美國火星車毅力號使用的那種 第四個難度更頭疼 也更加現實 就是如何鑽透5公里厚的堅冰呢 草案當中提出 可以使用一種混合激光 再加外加熱鑽井設備的系統 混合激光可以避免冰塊的蒸發 損壞設備 而熱鑽井系統呢 則是可以利用核反應堆的廢熱 來融化堅冰 這種技術可以避免機械磨損 也不用處理碎片 想的是挺好 是否奏效呢 需要複雜的測試 由於我們對土衛二的自然條件 了解十分匱乏 測試也只能是盲人摸象 這就導致了一步到位的探測 有很強的賭博性 第五個難度就是如何遠程控制機器人 來執行任務 土衛二和地球之間的通訊 有長達70多分鐘的延時 因為電波需要穿越13億公里的距離 雙向通訊 一問一答 也就是要140多分鐘 所以要能順利執行任務 機器人就必須能夠及時 獨立自主的做出判斷 不依賴地球的控制中心 而這又對機器人自身的設計 提出了很強的挑戰 比如如何在冰層深處 為機器人導航 機器人得自己會找路 知道往哪個方向走 在草案當中提出了這樣的解決方案 比如可以使用慣性導航系統 再配上同步定位和測繪系統 或者使用聲學定位 來幫助機器人分清方向 另外機器人還要攜帶質譜儀 檢測海洋中的生命元素 比如含碳、氫、氧、氮、磷、硫的有機分子 正因為有這麼多障礙需要克服 所以中國雖然提出了雄心勃勃的計劃 卻沒有辦法在近期完成 其實中國的航天任務表上 已經有一堆任務排在前面了 比如2025年5月 中國已經發射了天問二號 去探索小行星 還準備從一顆彗星帶回樣本 2028年準備發射天問三號去火星 帶回火星的樣本 目標是尋找火星的生命跡象 2029年計劃發射天問四號去木星 探索木衛四 據說拜訪木星之後 還要準備去海王星看看 然後才能夠輪到土衛二 所以要移民土衛二「恩克拉多斯」 把祖國的疆域搬到13億公里之外 只能是遙遠的夢想了 但是朋友們是不是還是感覺 在航太這個領域 NASA有點像蝸牛爬 動作太慢了 已經快被中國追平了呢 在中國雄心勃勃的要把疆域 拓展到外太陽系的時候 我們看看NASA在幹啥 雖然它目前還沒有提出 針對土衛二的探索計劃 但是在其他任務當中已經順帶手 對土衛二有了相當的了解 畢竟NASA的卡西尼-惠更斯號 已經在土衛二周圍轉了十多年 拿到了大量數據 除了土衛二 卡西尼-惠更斯號還提供了對土星 和土星其他衛星的大量觀察數據 比如土衛六 又稱「泰坦星」 以及前面講到的土衛一「彌瑪斯」等等 NASA蝸牛爬的原因很多 拿卡西尼-惠更斯號探測器來說 它是由美國航空航天局NASA 和歐洲空間局ESA合作開發的 17個歐洲國家的航天部門 和研究機構都有參與 合作開發的好處是費用有分擔 一個國家的負擔就低 而且集思廣益嘛 有來自多個國家的優秀頭腦 為一個項目所用 但是劣勢也很明顯 就是人多嘴雜 效率低 而且每個國家都有自己的麻煩 構成鏈條的環節一多 就容易掉鏈子 在集中力量辦大事這一點上 就差了那麼點勁 卡西尼-惠更斯項目 從1982年就開始討論 原定在1994年發射 結果因為1986年 挑戰者號航天飛機爆炸 NASA決定更改發射載體 發射推遲到1995年 美國國會在1994年 甚至準備終止這個項目 因為花費太多了 那個時候它已經花掉了16億美元 歐洲空間局的頭盧頓為了這個事 專門寫信給當時的美國副總統戈爾 總算保住了這個計劃 結果NASA又把發射時間推遲了兩年 到1997年 結果麻煩又來了 反核組織聽說探測器使用了 放射性同位素熱發電機 這是一種核電池 聽到這個消息以後 立馬跳出來反對 理由是害怕發射的時候出現核洩漏 或者核電池污染了太空 擔心都擔心到外太空去了 總之麻煩多多 好在卡西尼-惠更斯 終於在1997年10月15號發射升空了 從1982年制定計劃 到1997年上天 歷經了15年之久 卡西尼-惠更斯取得的成就 也證明了好事多磨 它在太空服務了20年 飛掠了金星 觀察了木星 對土星的觀察尤為仔細 看了13年之久 2017年 卡西尼-惠更斯結束任務到現在 八年又過去了 NASA和歐洲空間局 一直在討論探測土衛二 但是要彌合各自的分歧 肯定快不起來 雖然又回到了龜速節奏 但是在另外一個領域有進展 就是2024年10月14號 SpaceX的獵鷹重型火箭 已經運送NASA的探測器 「歐羅巴快船」號 冉冉升空了 2025年3月 借助火星的引力 「歐羅巴快船」已經飛向木星去了 「歐羅巴快船」的目標是探測木衛二 歐羅巴是木衛二的另一個名字 是它的發現者伽利略命名的 所以在探索木星以外的 「外太陽系」這一部分 其實美國還是領先了中國 先動身了 那問題來了 為啥美國探索的對象 選的是木衛二「歐羅巴」 而不是土衛二「恩克拉多斯」呢 因為早在1995年NASA就發現 木衛二的冰層下 可能存在著液態海洋 1997年 NASA的科學家 就提出了探索木衛二的方案 木衛二到地球的距離 大約是6.3億公里 是土衛二到地球距離的一半還少 但是木衛二的個子遠比土衛二大 它的直徑有3100多公里 只略微小於月球 土衛二的直徑只有500多公里 木衛二雖然距離地球比較近 但是大個的衛星情況更複雜 增加了另外一方面的難度 所以探索木衛二和土衛二各有利弊 藉助於之前的木星軌道探測器伽利略號 科學家們已經獲得了很多 木衛二的觀察數據 科學家們發現 木衛二的冰層厚度 在10至30公里之間 比土衛二要厚幾倍 冰層之下的海洋 則是有30至100公里那麼深 木衛二在環繞木星運轉的時候 居然能產生一個強度週期變化的磁場 所以科學家們推測它的內核 可能含鐵量很高 類似地球的內核 NASA也一直在推進木衛二的探測計劃 2012年 科學家們在分析 哈勃望遠鏡拍攝的照片的時候發現 木衛二的南極位置也有太空噴泉 而且噴得更高 大約有200多公里 而且每秒鐘能夠噴出7噸物質 比土衛二多出35倍 所以有些科學家建議 不管三七二十一 先送一個軌道器去木衛二 就一定能夠穿越噴泉水霧 就能夠確定海洋是否存在 甚至運氣好 就能夠找到外星生命存在的跡象了 2013年 NASA的部分資金到位 終於開始大力推進木衛二探測計劃 那時候卡西尼-惠更斯號 還在觀察土衛二「恩克拉多斯」 前面講到中國2025年 提出的探索土衛二計劃 包括了航天器三件套 其中之一是一個鑽冰機器人 聽起來非常新穎 其實這個概念在24年前就有了 2001年 NASA探索木衛二的研究小組 就提出了低溫機器人這個方案 簡單的講就是開發一種 大型核動力的「融化探測器」 用它來融化堅冰 通向海洋 破冰之後 鑽台再釋放一個 潛水機器人 進入海洋探索 把採樣的數據發回地球 但是這個機器人 必須經過消毒處理 才能開始作業 以避免污染外星的生物圈 香港理工大學的科學家 和匈牙利的科學團隊聯手 在地球的南極 測試了低溫機器人概念 證明它是可行的 但是還是有不少技術難題需要解決 2008年7月 他們的研究成果 發表在了《行星和空間科學》雜誌上 和中國的土衛二探索計劃相比 中國所面對的那些難題 比如運載火箭的載荷不夠 複雜的軌道設計 電池能源、遠程通訊等等 對於NASA來講都不算是難題 都算是常規問題 因為NASA早在1990年代 就解決了這些難題 唯一沒有把握的 就是這個低溫機器人 它目前還處於實驗室階段 所以美國的這個「歐羅巴快船」任務 會分成兩步 會先觀測木衛二三年半的時間 測繪木衛二的地表地貌 測量它的磁場 搜尋生命元素 這些事情做完之後 再尋找最佳的登陸地點 中國土衛二探索項目 當中的軌道探測器 是完成同樣的工作 在NASA的計劃中 「歐羅巴快船」任務的 觀測任務完成之後 如果早先的假設 得到了實測數據的支持 才會放出登陸器和低溫機器人 中國的土衛二探索計劃 則是一步到位 軌道器、登陸器和鑽冰機器人一次打包 NASA的「歐羅巴快船」計劃 1997年最初提出 2024年才真正出行 前後經歷了27年之久 以這個速度看 美國的土衛二探索計劃 什麼時候才能夠實行 真的還需要耐心等待 美國選擇了木衛二 說到底還是經費的原因 由於木衛二近 就少花點路費嘛 畢竟NASA的經費和時間都很有限 而中國的航天目的不同 是要爭世界第一 和奧運奪金是一樣的 所以經費充足 可以大幹快上 決策是來自於黨中央 一旦敲定 經費就不是問題 也不會有什麼環保之類的非政府組織 出來說三道四 NASA雖然錢包緊巴點 但是有一個優勢 就是有幾代太空探測器的經驗積累 基礎紮實 每一步計劃的推出都是有的放矢 這樣由近及遠 步步推進 成功率就高 而中國的空間探索計劃 就有比較強的賭博性 要麼出個大成果 要麼失敗 巨額投資打水漂 美中太空競賽誰走得遠 誰走得高 就讓我們拭目以待吧 那麼好 今天的話題就分享到這 謝謝大家 如果您覺得今天的話題 或者咱們這個頻道有意思的話 就請訂個閱 關個注 下回更新不迷路 散會 最後剪輯師小謝拍了個案 那你說外星人是願意先見中國人呢 還是先見美國人呢