人类探索外太空的科学设想

 

 

 

    对于派遣载人飞船探索外太空，科学界一直存在着巨大的争议。科学家预测，根据地球生物大灭绝周期，人类最短5100年、最长780万年就要因为某种未知灾难而从地球上消亡，所以，人类必须做到未雨绸缪，寻找可供生存繁衍的天外“第二方舟”。

    

“孤岛”物种常会濒临灭绝，人类必须走出地球

    

    地质史显示，地球历史上的大灭绝事件可说是家常便饭，暴龙只在地球上存在过几百万年，哺乳动物平均也只在地球上繁衍了200万年。

    现代智人的祖先直立人只在地球上繁衍了160万年，而尼安特人只在地球上延续了3035年就走向了灭绝。人类也许已经适应了地球，但从宇宙来说，地球只不过是个微不足道的“孤岛”。根据科学经验，任何局限于孤岛中的物种，很快就会被列入濒危动物的名单中。

    拯救人类走向灭绝的方法之一，就是移民外星球，然而，这不仅要花费天文数字般昂贵的代价，同时科学家也无法预知，在人类有能力移民外星球前，是否已经会先遭遇不可预测的大灾难，导致大灭绝。

    有一件事可以肯定，那就是50亿年后，太阳将变成一颗红巨星，即使太阳到时不会吞没地球，也会将它烤成焦炭，而人类在此之前，可能就已经会在一场小行星或彗星撞地灾难、一场气候剧变灾难、一场核灾难、甚至在一场病毒暴发中走向毁灭。

    

八移民火星繁衍后代：“600年后就会拥有800万火星人”

    

   即使以780万年计算，780万年的人类寿命相对于还有50亿年的太阳寿命来说也显得太短了，这意味着在太阳将地球海洋彻底煮沸前，人类就可能从地球上消失。所以一些科学家称，人类必须在走向灭绝前，就先在太空中找到可以赖以生存的“第二地球”，让人类种族能在那儿繁衍。

    科学家认为，人类移民外星球的第一步就是移民火星。由于火星拥有重力、太阳能以及生命赖以生存的所有化学物质，所以火星完全可以成为一个能自给自足的人类外星基地。在火星地底下10米处生活，可以帮助人类免受宇宙射线和太阳风暴的影响。

    科学家建议，首批火星移民可以由4对夫妇8人组成，而冷冻卵子和冷冻精子可用于在火星上繁殖后代，增加遗传基因的多样性。如果一对火星夫妇拥有4个孩子，那么每隔30年，火星人口就会翻上一倍。600年后，火星上就会拥有800万人口。

    人类前往“第二地球”乘坐目前飞船需要35万年

    天文学家在2008年4月发现的第二地球“GLIESE581c”,是目前太阳系外第一颗和地球相似，并可能拥有良好气候的岩石行星。那么，人类旅行者如何才能前往“第二地球”旅行？

    人类目前最快的“星际”飞船是正飞出太阳系的“航海者一号”。它的速度达到了每秒钟17公里，可即使以这样的速度，也要花35万年才能抵达“GLIESE581c”行星。如果人类乘坐这样的飞船前往“GLIESE581c”，只怕到达那儿后，遗体骨骼都已变成了化石。

    

乘坐1％光速的“太阳帆”，仍然需要2000年时间

    

    美国先锋太空航空公司的工程师们则提出了一种通过“太阳帆”进行星际旅行的设想。太阳的光子可以推动太阳帆前行，它的加速度会越来越高，最后以1％的光速高速飞行，可是，乘坐“太阳帆”抵达第二地球仍然需要2000年的时间。

    美国先锋太空航空公司和火星协会总裁罗伯特·祖伯林承认，人类在未来至少30年时间内，不太可能造出这样的太阳帆，因为在太空中安全展开太阳帆将面临许多挑战。美国行星协会曾在太空测试过两次太阳帆，但都遭遇了失败，尽管他们的太阳帆只有30米宽。而如果太阳帆能够运送包括旅客、行李在内的100吨有效载荷，那么这个“太阳帆”必须宽达107公里。

    

乘坐“激光帆”只需40年，激光镜头得有1000公里直径

 

    美国航空工程师罗伯特·弗沃德提出，大海中的风能推动帆船航行，同样一道强大的激光柱也能推动太空中的“帆船”航行。在太阳光到达不了的外太空，人类可以选用激光束作动力。“激光帆”的设想是：这个巨大的铝箔“激光帆”将是人类有史以来见过的最大太空帆，驾驶员座舱位于“激光帆”的中间，人类可在地球轨道或月球表面上建成一个强大的激光源，“激光帆”飞船需要经过数年的激光推动，才能抵达它的最高巡航速度——50％光速，那么人类从地球抵达“GLIESE581c”的时间，将可以缩短到40年。

    然而，弗沃德的“激光帆”理论仍然面临许多技术障碍，要使激光始终聚焦到“激光帆”上，这个激光源的太空镜头必须得有l000公里的直径。同时，激光的能量也是个问题，根据弗沃德的估算，这个激光源需要数千万亿瓦特的能量，比世界上所有发电机产生的总能量还要多。

    

飞船如采用“反物质”每秒可行10万公里

 

    要获得这样庞大的能量，科学家也许只能尝试获得反物质的能量了。科学理论认为，当反物质和物质碰撞后，就会互相消灭，同时释放出巨大的能量。这意味着要消灭1公斤重的反物质，就能释放出比1公斤TNT炸药爆炸后强大100亿倍的能量，同样它比核裂变的能量要强大l000倍，比核聚变产生的能量要强大100倍。

    根据NASA研究人员的说法，一个装载l00吨有效载荷的飞船如果以反物质作动力，将可以达到每秒l0万公里。照这个速度，宇航员将可以在60年内抵达“GLIESE581c”。

    然而，反物质很难控制，尽管科学家能在实验室中通过强大的粒子加速器创造反粒子，但目前科学家每年只能产出l0毫微克的反物质，而到达“GLIESE581c”却需要l000吨的反物质。

    

终极疑问：谁愿充当首个有去无回的“星际旅行者”

 

   不过，即使用于“星际旅行”的交通工具问题解决了，“星际旅行”还将面临许多其他的切身问题，譬如“星际宇航员”能否在孤独的太空航行中健康地活上数十年?宇航员又如何克服食物、空气、水、重力缺乏、太空辐射、太空垃圾，甚至心理孤独等问题?

    事实上，即使当所有的安全问题都解决了；最后的问题才是最重要的，谁愿意做第一个“星际飞行者”?谁愿意将一生的时间花费在寂寞的星际航行中?现今的飞船设计理念，包括“激光帆”都根本无法容许飞船在到达“第二地球”后能再次返回，谁愿意坐上这张只有单程票的宇宙飞船离开地球而一去不回呢?