说到探索太空,我们还停留在石器时代

知新了了 2024-03-08 14:21:07

新年伊始的三个笨拙的月球任务,让一些科学家反思了人类在太空探索和工作的有限能力。

我们正在迅速接近21世纪的四分之一大关,但我们并没有处于一个激进变革阶段的边缘,比如类似于亚瑟·C·克拉克(Arthur C.Clarke)2001年的《星子:太空漫游》(Star Child:a Space Odyssey)中的未来主义愿景,我们仍然在向天空扔众所周知的骨头。

这就是最近三次探月任务后带给我们的感受。在这三次探月任务中,日本的SLIM和Intuitive Machines的奥德修斯(Odysseus)两艘宇宙飞船尽管尴尬地坠落在月球表面,却幸而幸存,而第三艘,Astrobotic的Peregrine,却未能完全到达月球。

这些情节让我对我们的太空野心感到不满和越来越不耐烦。为什么我们还在与这些事情作斗争?现在这不应该是小菜一碟吗?

从某种意义上说,这些任务都是成功的,但如果我们真的要达到未来学家、科幻作家以及大多数公众的期望,比如在月球和火星上建立殖民地,探索遥远卫星的隐藏海洋,或者开始星际航行,那么人类的太空指针在未来几年和几十年里还需要移动得更多。这些最新的月球任务是一次重要的现实检验,提醒我们在宇宙计划中所处的位置。

尽管我们在近七十年的太空探索中取得了非凡的成就,但当涉及到地球直接环境之外的冒险时,我们仍然非常幼稚。太空,作为人类探索、工作和生活的有意义的地方,仍然遥不可及。

太空错觉

最近对月球的尝试再次强调了太空是艰难的,但除了这些过度劳累、令人厌倦的陈词滥调之外,这些任务强调了我们在太空生活和工作的能力仍然是多么初级。在阿波罗登月50年后,我们仍在努力让宇宙飞船在月球上着陆,更不用说在轨道栖息地居住、占领火星或执行前往外太阳系的载人任务了。

阿波罗和航天飞机在一定程度上给我们留下了一个错误的印象,即太空现在是我们经常踏足的地方,但事实远非如此。太空,作为人类重要的工作环境,仍然是一种幻觉。不管亿万富翁、首席执行官和他们的追随者怎么说,在可预见的未来,我们都会被困在这个星球上。地球上的禁闭继续定义着人类的状况,在这方面,我们更接近拿破仑时代,而不是最新一季的《为了全人类》。

这并没有贬低我们令人印象深刻的太空成就。众所周知,我们在月球上行走,在近地轨道上建造了国际空间站,在火星上放置了机器人,并向太阳系外的领域发射了多个探测器,还有许多其他的技术成就。然而,退一步说,我们的能力似乎相当有限。

实际上没有人去太空

到过外太空的人不到650人。这是一个清醒的提醒,最后的边界仍然是我们物种成员的专属和难以捉摸的地方。对于少数有幸有机会进入太空的人来说,任务通常从几周到六个月不等,极少数情况下会持续一年或更长时间。简单地说,人类在大多数情况下不会访问太空,而那些访问太空的人也不会停留很长时间。

正如我们所了解的那样,微重力环境对人体造成了严重破坏,造成了骨骼变弱、肌肉萎缩、视力受损和心血管功能改变等问题。我们可以开发出尽可能多的先进技术,以便在太空旅行和工作,但直到我们发现预防和治疗这些健康状况,或使人体适应太空环境的方法之前,我们基本上仍然与地球重力井底部的生命联系在一起。

对于那些梦想着太空旅游的人来说,由于技术的限制和荒谬的成本,现实远非理想。维珍银河(Virgin Galactic)和蓝色起源(Blue Origin)目前提供的体验几乎不符合太空旅行的标准,它们的短途飞行与Kármán线相差无几,而且只持续几分钟。这种短暂的旅行与未来太空旅游业的设想形成了鲜明的对比,其中包括围绕地球运行的豪华酒店和环绕土星环的风景之旅。

新的太空竞赛?

作为我们目前局限性的进一步证据,一家公司 ——SpaceX—— 主导了火箭发射市场。这是无法容忍的,也是需要克服的障碍。

火箭的可重用性仍然是推动这种近乎垄断的创新的关键,促使其他行业争相开发类似的解决方案,但目前还没有这样的解决方案。在SpaceX的竞争对手赶上之前,除了火箭稀缺之外,成本仍将是进入太空的一个关键障碍。问问欧洲就知道了。但事实上,我们仍然在谈论这个问题(一家公司如何仍然可以统治这个领域),只是强化了太空发射行业仍处于原始状态。

也就是说,航天工业已经进入了一个重要的新阶段,航天从一个完全由政府管理的领域演变为一个越来越多由私营部门主导的领域。从月球运送服务和商业空间站到从小行星和月球开采宝贵资源,太空货币化的竞赛已经开始。其中一些新空间企业由亿万富翁领导,而另一些则是依赖微薄利润和投机市场的初创企业。理查德·布兰森(Richard Branson)的维珍轨道公司(Virgin Orbit)去年宣布破产,而太空拖船公司Momentus和火箭公司Astra则在边缘摇摇欲坠,这只是当前该行业不稳定的几个例子。

尽管这些公司面临巨大的技术挑战,但财务上的障碍却显得微不足道。我相信商业空间站和绕月旅行最终会成为现实,但不是迫在眉睫,而且短期内不太可能成为普通公众的体验。

天文上有限的预算

很多人都是NASA阿尔忒弥斯计划的大力支持者。当谈到把靴子送回月球时,美国宇航局似乎不得不重新发明轮子,但与阿波罗相比,这些任务无论是在预算方面还是在航天局的最终目标方面都是另一回事:使在月球环境中安全和可持续地工作成为可能。阿波罗计划的目标是让宇航员尽可能快地往返月球,而阿尔忒弥斯计划则致力于长期目标,致力于开发最终将宇航员送上火星的工具和技能。

这件事会有大事发生,我们对此充满信心。至于相关的时间表,人们并不太乐观。实现地球和月球之间的无缝旅行,以及建设所需的基础设施,需要先进的技术,这些技术比表面上看起来要远得多。此外,一个关键的障碍在于政府内部是否对支出缺乏热情,而政府是为这些努力提供资金的关键。

如果没有必要的资金,这些领域的进展将继续以蜗牛的速度前进。美国国家航空航天局越来越多地转向私营部门,作为削减成本和促进创新的一种手段 —— 这无疑是一种明智的策略 —— 但由此导致的公司预算捉襟见肘,导致了我们今年早些时候看到的那些不完美的月球任务。请记住,早在20世纪60年代初,美国宇航局就拥有几乎无限的资金,定期将其勘测者着陆器放置在月球表面,为阿波罗任务做准备。

的确,正如阿波罗所证明的那样,金钱及其带来的不可思议的资源可以带来一些非凡的事情,但在过去的50年里,意识形态的格局发生了根本性的变化。华盛顿不再像冷战时期那样,将太空探索视为事关生死存亡的大事,联邦政府的资金也因此萎缩。阿波罗计划耗费了大量资源,NASA只获得了联邦预算的5%。去年,科罗拉多大学博尔德分校物理系教授杰克·伯恩斯(Jack Burns)表示,相比之下,如今它的分配比例不到0.4%。国会不再愿意向NASA投入无尽的资金,如今的一些旗舰任务,如火星样本返回任务,现在处于危险之中。

NASA的太空发射系统(SLS)火箭于2022年首次亮相,对预算状况没有帮助。单次阿尔忒弥斯发射的总成本已经达到了惊人的42亿美元,美国宇航局自己也承认这是一笔“负担不起”的费用。完全可消耗的巨型火箭已经过时了。

航天局现在背负着过时且成本低的火箭系统,这是先前的决定未能认识到即将到来的技术进步和财政实用性的直接后果。由于资金紧张,美国宇航局不得不继续使用SLS,因此,在可预见的未来,它将不得不以缓慢的速度运行。说到进展缓慢和技术过时,国际空间站上的宇航员仍在使用40多年前制造的宇航服。

冷战时期的对手俄罗斯也严重落后。俄罗斯总统弗拉基米尔·普京(Vladimir Putin)表现出的兴趣更多是俄罗斯的疆域,而不是将俄罗斯的触角伸入太空。俄罗斯似乎还专注于制造工具,以破坏美国及其盟友在太空中建立的脆弱的纸牌屋,俄罗斯最近发出了轨道上有核武器的警告。的确,摧毁比建设容易得多,所以对于一个相对落后的国家来说,这种策略纯粹是马基雅维利式的。

而与此同时,中国和印度都在以惊人的速度发展各自的太空计划。也许中国宇航员登月的威胁会诱使美国国会放松财政支出,但只有时间才能证明这一点。

完全失去空间

另一个需要考虑的关键问题,是空间交通管理和轨道碎片日益增加的威胁。我们有这些令人难以置信的雄心勃勃的太空计划,但我们目前缺乏保持太空清洁的能力。报废的卫星、废弃的火箭部件和危险的碎片在轨道上积累的速度比消失的速度快,这导致了对凯斯勒综合症的担忧 —— 在这种情况下,近地轨道上的物体密度高到足以引起一连串的碰撞,导致太空碎片数量呈指数级增长,将我们困在地面上。

我们冒着将近地轨道转变为危险区域的风险,使其在很长一段时间内无法使用,并阻碍未来的太空努力。看起来深不可测,但有倒退到太空飞行前文明的危险。当然,我们可以通过资助开发先进的空间碎片清除技术,和对卫星发射和报废处理做法实施更严格的规定来避免这种情况。

需要银河般的耐心

所有这些都需要针对地球上潜在的更紧迫的挑战进行评估,比如气候变化、流行病、全球贫困,以及人工智能和纳米技术等先进技术带来的危险。有一个强有力的理由可以证明,预防生存风险 —— 也就是防止人类灭绝 —— 比乘坐月球车在月球表面飞驰要优先得多。

我们不想赘述人们普遍表达的信念,即我们必须获得在地球外生活的能力,以此来拯救我们自己;很明显,发展在地球之外生活的能力是一项值得努力的奋斗,也是一个极好的长期目标。然而,最终,我们需要在建立地球外生命的雄心,和解决我们在地球上面临的众多挑战的承诺之间取得平衡。

如果我们希望作为一个物种在未来繁荣昌盛,这种方法是必不可少的,但它也伴随着妥协,包括我们太空能力的缓慢发展。但这其实没关系。我们必须学会并接受,太空是一件单调乏味的事情,还有其他优先事项在争夺我们的注意力。下次月球着陆器真的撞上月球尘埃时,我们一定会提醒自己这一点。

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评论列表
  • 2024-03-09 06:01

    太空,不要去研究,没有意义!而且我们永远明白不了

知新了了

简介:专注于新知、科普及趣闻的传播,日耕不辍,天天新鲜。