請查收,太空漫遊指南(瞰前沿)
今年4月24日是第十個“中國航太日”,今年航太日的主題是“海上生明月,九天攬星河”。
從古至今,中國人對星河的嚮往和追尋從未停歇。1970年4月24日,我國自行研製的第一顆人造地球衛星“東方紅一號”準確進入地球軌道,掀開了中國向浩瀚宇宙進軍的璀璨篇章。
“天宮”建成、“嫦娥”奔月、“祝融”探火、“羲和”逐日……建設航太強國,每一步都標注著新的高度。中國航太的硬核成就也讓我們得以眺望更深更遠的宇宙:太空“專車”還有多遠?月球上也能有網際網路?人類在宇宙中是否孤單……這些問題不僅關乎科學前沿,更承載著人類突破邊界、叩問文明的渴望。
——編 者
暢想過未來的星際生活嗎?
從地球出發,打個太空“專車”,來一場説走就走的星際旅行:從太空港轉机到月球,在3D列印的“廣寒宮”前打卡,或者去火星的“祝融咖啡館”嘗一杯星塵咖啡。近看,小朋友在太空礦場體驗採礦;遠眺,去往太陽系外的飛船即將啟程……
這些場景,還很遙遠,但或許沒有想像中遙遠。
空間科學與深空探測的大步發展,將人類推入“大航太時代”。
這是一個隨時有可能創造奇跡的時代。看,“祝融號”火星車在烏托邦平原印下車轍,“嫦娥六號”翩然帶回月背土壤,長征系列火箭發射次數突破500次大關……航太技術正以驚人的加速度追趕人類的幻想。今年4月24日是第十個“中國航太日”,不妨帶上這份“太空漫遊指南”,開啟一場跨越星海的神秘旅程。
第一站
太空“專車”説走就走?
對於普通人來説,星際穿越還有多遠?載人飛行、地外駐留,每一步都是挑戰,其中空天往返是非常重要的一環。在電影《流浪地球2》中,飛速升空的“太空電梯”讓人眼前一亮,但目前人類進入太空的主要工具仍是運載火箭。太空“專車”能否隨時“發車”,可重復使用的航太運輸系統很關鍵,作為未來太空探索的重要發展方向之一,這也是多國以及商業航太追逐的前沿熱點。
可重復使用的航太運輸系統有3個關鍵要素:多次重復使用、自由進出空間、按需返回地面。
研發究竟有多難?以火箭重復使用為例,傳統火箭都是一次性使用,現在想要在完成發射任務後,全部或部分安全返回地球並再次飛天,既要落得準、接得穩,又要用不壞、修得快。火箭“返場”,不僅能提高發射頻率、降低發射成本,還能帶動動力、材料等航太技術的創新迭代,同時也是大規模開發利用空間資源的前提,能夠解鎖更多空間産業。
在重復使用、新型動力等關鍵技術攻關方面,我國取得了顯著進展,完成了可重復使用火箭10公里級垂直起降飛行試驗;同時,作為可重復使用火箭“心臟”的發動機技術取得硬核突破,自主研製的百噸級液氧煤油發動機試車轟鳴。今年,朱雀三號、天龍三號等多款可重復使用火箭將實施首飛。在近年發佈的“宇航領域科學問題和技術難題”中,我國科學家已經向著“航班化航太運輸系統關鍵技術”而努力。
看,這場太空“折返跑”正越跑越順。
第二站
嫦娥在“月宮”看直播?
解決了“通勤”難題,再看看我們在太空的“落腳點”。
中國空間站“天宮”建成兩年多來,交出了令人矚目的“成績單”:培育“太空水稻”、培養斑馬魚,科學實驗接連“上新”,迎來多批航太員駐留,並且開放大門歡迎國際夥伴。
遠眺星空,未來的“落腳點”何止這一個。專家介紹,我國已研製出世界上首臺月壤打磚機,“嫦娥八號”將驗證在月球就地取材“蓋房子”,以後還要建設以月球為中心的深空網際網路。此外,天問三號計劃在火星“挖土”,天問四號計劃探測木星……一項項極具挑戰性的航太任務有了明確的時間表,刷新著“牧宇耕星”的進度表。或許在不遠的將來,你也能在“月宮”打電話、看直播!
第三站
人類在宇宙中是否孤單?
無盡的好奇心,無窮的宇宙,無限的奧秘,驅動著人類不斷追逐最基本最前沿的科學關切:我們在宇宙中是否孤單?還能去更遠的天際嗎?想像和探尋從未停止,演變為科幻作品裏的三體人、外星人等經典形象,更是科學家努力打撈的“星際漂流瓶”。
茫茫宇宙,如何尋蹤?我們展開射電天文觀測,試圖捕捉地外文明信號。電磁波是星際通信的絕佳“信使”,射電望遠鏡通過接收宇宙中不可見的無線電波“觀測”天穹。而且隨著觀測能力的進步,我們能“看得”更深更遠。
在貴州深山,500米口徑球面射電望遠鏡“中國天眼”正聆聽來自宇宙深處的電磁漣漪。2020年,“中國天眼”正式開放運作,啟動對地外文明的搜索。專家介紹,搜索方式主要是共時巡天觀測和係外行星目標觀測。先從浩如煙海的電磁信號中捕捉特定頻率的信號,也就是窄帶信號,再進行篩選排除干擾,對一些候選目標信號重復觀測檢驗。追尋,還體現在更多維度:不僅被動接收,也主動發射信號,傳遞星際名片;向其他星球發射空間探測器,捕捉生命跡象;尋找地外行星,探秘文明痕跡;等等。
去年,《國家空間科學中長期發展規劃(2024—2050年)》發佈,“宜居行星”成為五大科學主題之一,探索太陽系天體和係外行星的宜居性,開展地外生命探尋是重要關切。此外,中國科學家提出“覓音”計劃,目標是通過發射陣列望遠鏡,以直接成像手段,發現和認證太陽系外宜居行星並刻畫其宜居性……
138億年前,宇宙大爆炸;46億年前,地球誕生。在動輒以億年計的時間軸前,人類探索宇宙的歷程無比短暫,卻又無比重要。對這片星空的渴望,是敦煌壁畫中舒展的飛天衣袖,是元代郭守敬建起的觀星臺,是明朝萬戶毅然坐上自製的火箭“飛鳥”……這些“原始代碼”埋下草蛇灰線,于千百年的時光中時時蕩起迴響。
黑洞的背面是什麼?宇宙有沒有盡頭?人類能不能發現另一個地球?蟲洞時間旅行有可能嗎?量子糾纏能否跨越光年?……懸于星海的未解之謎還有很多很多。
曾經有人問,為什麼要花大代價發展航太事業?一個絕佳的回答是,航太看似在引領我們遠離地球,實際上卻將地球變得更加美好,不僅僅因為前沿技術的發展能夠反哺生活,還因為我們對地球、對生命、對自身的理解在不斷深化。廣袤的宇宙不會讓勇敢的探索者失望,答案或許就在下一次發射、下一串信號。