中国为什么要探索太阳系?

作者: 郑永春

来源: 公众号:赛先生

发布日期: 2015-08-12 09:18:14

本文探讨了中国探索太阳系的原因,包括提升技术能力、扩充知识疆界、寻找资源和预防灾难等。文章强调了太空探索对人类未来的重要性,并指出地球是人类唯一的家园,保护地球环境至关重要。

地球是人类的摇篮,但人类不可能永远生活在摇篮中。人类首先小心翼翼地穿出大气层,然后将征服整个太阳系。——航天之父齐奥尔科夫斯基

1970年,非洲国家赞比亚的Mary Jucunda修女写信给美国国家航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心科学副总监Ernst Stuhlinger,质疑地球上还有这么多孩子吃不饱饭,为什么NASA要花费数十亿美元去探索火星。

Ernst Stuhlinger在回信中答道,太空旅行是一项充满挑战的事业,通往火星的航行并不能直接提供食物,解决饥荒问题。然而,它所带来大量的新技术和新方法可以用在火星项目之外,这将产生数倍于成本的收益。

今天的中国面临着同样的问题,我们的医疗、教育、住房等民生项目需要大量经费,为什么还要花钱去探索月球、火星和太阳系?

其实,我们用于太阳系探索的经费非常微不足道,即使我们停下探索项目,也无法立即满足这些民生需求。世界航天强国已经探测了太阳系内的所有天体类型,而我们才刚刚开始探测月球。太阳系探索是全人类共同的事业,这一事业关乎人类未来的命运,关乎我们国家和民族的未来。一个国家的目光看得足够远,这个国家才有光明的未来。

如果几十亿投资能够牵引航天技术的跨越式发展,能够扩充人类的认知疆界,被全人类持久关注和深刻记忆,这无疑是占世界人口四分之一的中华民族对全人类的贡献。

好奇是创新的源泉,探索未知世界是人类的天性。太空探索的本质是鼓励创新和探索,浩瀚的宇宙,壮丽的星空,让人类的好奇心得到充分释放。从空间上讲,宇宙无边无际,即使小到太阳系,其半径也达10—15万个天文单位,是一个非常广阔、非常巨大的空间。从太空中回望地球,我们发现,相比宇宙、太阳系而言,地球只是茫茫宇宙中一个暗淡的蓝色圆点,一个非常小的、毫不起眼的地方。

探索太阳系使人类的技术能力得到了显著提升。太阳系探索面对的是未知的天体目标、特殊的天体环境,从地球出发,要历经长期飞行,才能实现对这些天体的飞越、环绕、着陆和表面巡视探测,这一过程几乎逼近人类航天技术能力的极限,一旦实现,将使航天技术得到显著提升。探索太阳系的起源和演化是人类开展太阳系探测的终极目标,日益增长的科学需求是牵引航天技术跨越式发展的主要动力。

为缓解人类对地球资源和环境的焦虑,我们应该在太阳系中寻找另一个家园。随着人口数量的增长,石油、天然气、金属矿产等地球资源将逐渐枯竭,难以承受我们日益增长的需求。随着生活水平的提高,人均资源消耗量和污染排放量也快速增加,人类面临巨大的环境压力。然而,地球环境的容量是有限的,不会允许我们这么折腾,一旦突破环境容量的阈值,人类将受到大自然的报复。

地球和人类面临的重大天文灾难是太阳系探索的主要动力。纵观地球历史,人类将面临超级太阳爆发、小天体撞击地球、地球磁极倒转、伽玛暴和高能射线爆发、超新星爆发、外星生命攻击等不同类型的重大天文灾难。其中,小天体撞击地球是危险等级最高的天文灾难,时刻威胁着地球和人类的可持续发展,需要全世界科学界共同应对。

从根本上说,人类未来的命运取决于我们对自然界的理解。开展太阳系探索的主要目的是促进科学探索和技术创新,寻找资源和预防灾难,加深对自然界的理解,造福人类社会。因此太阳系探索是全人类共同的事业。从地球出发,月球是离地球最近的一个天体,离我们只有38万公里,是永不坠落的天然空间站。但月球上没有大气层、没有磁场、没有氧气、没有水、也没有任何形式的生命。

环顾整个太阳系,我们可以发现,火星其实是人类移居的最理想场所,也理所当然地成为世界各国太阳系探测的战略焦点。目前,火星探测已经从早期的全球普查,逐渐聚焦到对重点地区开展精细探测;从火星找水逐步转到寻找生命信息。

火星上已经发现了大量三角洲、冲击扇、沟渠等流水侵蚀地貌;一些盆地中的盐类物质与中国柴达木盆地中的干涸盐湖十分相似,说明火星上曾经发育过大型湖泊;2007年发射的凤凰号着陆器直接探测到了火星土壤中的水蒸气;这些证据表明火星表层土壤或许就像青藏高原的冻土层一样,仍然含有水。

需要特别说明的是,我们目前已知的任何一个地外天体上的环境,对人类而言都是非常严酷的。

新闻报告中宣称的宜居星球、第二个地球、超级地球等新潮概念,仅仅是这些星球的某些环境条件与地球相似,整体上仍然与地球环境相差甚远。因此,地球是人类唯一的家园,也是最好的家园。一旦离开地球,我们可能找不到比地球更好的、适宜人类生存的环境。“保护地球,保护环境。”不是一句空洞的口号,而是人类在透视寰宇,探索整个太阳系之后的客观现实。

迄今为止,只有地球具有最适宜人类和生物生存的环境,如果地球环境被破坏,人类将很难再找到第二个真正的地球。

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