2013年1月30日 星期三

[數碼新聞]科學家稱開採小行星礦產 或將幫助恆星際航行

  新浪科技訊 香港時間1月30日消息,據美國太空網報導,地球上的資源終究是有限的,要想實現未來進一步的發展,甚至最終衝出太陽系實現恆星際航行,人類或許需要將眼界放寬一些,考慮對太陽系其它區域的礦產資源進行開採。

  要想建造一艘可以在人類可以忍受的時間範圍內──比如數十年內飛抵另一個恆星系的超級飛船毫無疑問不但是極其困難,而且還將是極其昂貴的,研製這樣一艘飛船的耗資可能將高達數


千億美元。但是星際航行的支援者們並不以為然,他們的觀點是,如果我們開始開採比如小行星等太陽系其它區域的豐富資源,那麼我們的財富增長將讓我們足以承受這樣的巨大花銷。

  理查德‧歐伯塞(Richard Obousy)是伊卡魯斯星際航行學會會長,這是一個民間的非盈利組織,其目標是推動恆星際飛船的建造。理查德說:“一個建立在整個太陽系尺度上的經濟體將有能力開展最終能讓我們飛出太陽系的技術開發工作”

  廣袤星空

  恆星際航行由於恆星之間遙遠的距離而讓人望而生畏。舉個例子,距離我們最近的另一顆恆星是半人馬座α三合星系統,其距離我們大約4.3光年,也就是超過40萬億公里。

  目前飛行距離最遠的人造飛行器是美國宇航局在1977年發射的旅行者1號探測器,目前的距離大約是182億公里。也就是說,旅行者1號飛船還得不停地飛上大約7萬年才能抵達距離我們最近的恆星系統半人馬座α,那裡最近發現存在著地球大小的行星。當然,這還需要旅行者飛船正好面朝著半人馬座α星的方向飛才行,但實際上旅行者1號的方向並未正對著那裡。因此很顯而易見的,傳統的化學染料推進的火箭和飛船是根本無法應用於恆星際航行的。歐伯塞說:“如果我們想將我們一直以來所夢想的,在科幻小說中所描述的某些東西變成現實,那就是探索太陽系之外的新世界,那麼我們就必須找到別的出路。”

  目前看來可能的選項包括核聚變以及物質-反物質推進系統,再或者使用從地球上射出的高能定向光束推動飛船踏上它的星際航程,就如同帆船揚帆出海一般。這些加速方式都有希望讓飛船達到光速的一定百分比。但是借助時空曲率的方法,工程師們甚至有可能實現超光速的推進,也就是所謂的“曲率推進”。

  研究人員一度認為實現這種曲率推進方式所需要的能量將相當於將整個木星全部按照質能方程轉化為能量。然而近期美國宇航局約翰遜航天中心的哈囉德‧懷特(Harold "Sonny" White)進行的計算顯示科學家們先前的估算似乎仍然存在可以改進的地方,在採用一些優化設計方案之後,實現曲率推進所需的能量將可以被大大降低,只要和旅行者1號那樣大的質量即可,作為參考:旅行者1號探測器的發射質量大約為1800磅(約合815公斤)。

  懷特同時也是伊卡魯斯星際航行協會的成員,他告訴美國太空網稱:“或許我的計算讓這項方案從讓人感覺遙不可及變得似乎更加接近現實了一些。”目前他正和他的同事們在實驗室中開展相關技術的驗証和測試工作。

  跨太陽系經濟體

  將目光叢宏偉的設想中收回來吧,因為在今天的情況下以上所設想的任何一種推進方式都還遠遠在我們的技術水平之外。要想實現其中的任何一種推進方式都還需要大量的研發工作。這樣做的前提當然是需要天文數字般的資金投入。懷特認為對於這些項目的初期發展階段而言很難給出大概的資金需求估計,而歐伯塞認為要想建造這樣一艘恆星際飛行的無人飛船將需要數倍於現有國際空間站耗資的投入,目前後者已經累計投入了超過1000億美元資金。而如果要想建造的是一艘載人飛船,那麼整體的開支將超過1萬億美元。

  當然這一天文數字的開支將會被分攤到全世界各個項目參與國的頭上,尤其是在美國政府面臨經濟緊張的年代便更加不可能讓美國獨自承擔。而如果考慮對太陽系的豐富資源進行開採,那麼資金或許將不再是很大的問題。

  小行星採礦就是一個很不錯的想法。以3554號小行星Amun為例,科學家們估算這顆直徑約2.5公里的近地小行星中蘊含著價值超過20萬億美元的鉑和其它金屬礦藏。

  事實上這種誘人的前景已經吸引很多創業者選擇冒險一試,比如新近成立的“行星資源公司”以及“深空工業公司”。這兩傢俬營企業的目標都是試圖開採小行星的金屬礦產,但還不止於此,他們還打算開發小行星上蘊藏的水資源,他們打算將這裏的水資源分解為氫氣和氧氣,這是用於飛船推進的燃料。

  如果一切都按照事先計劃的推進,那麼這些公司最終將導致“太空製造業”的出現,這些太空基地將會開始頭一次在地球之外生產組裝衛星和其它飛船等各種設備。小行星採礦產業還將造就另一種新穎的“太空加氣站”,用於讓現有的傳統化學染料飛船在耗盡燃料時中途加點氣。

  這些技術發展都將幫助人類在太陽系中擴展開來,專家們認為這是人類向恆星際空間進發過程中的必經之路。列斯‧約翰遜(Les Johnson)是美國宇航局馬歇爾空間飛行中心先進概念辦公室的副主管,他說:“我想在我們嘗試向著其他星系發送任何東西之前,我們應當先嘗試征服太陽系。”

  歐伯塞也持有同樣的觀點,他指出這樣做將會帶來巨大的經濟回報。他說:“如果作為航天探索以及太空採礦技術發展的回報,我們的文明能夠擁有如此巨大的資源儲備──一種以我們今天的眼光來看完全無法想像的巨大儲備,那麼對於當時已經跨越整個太陽系範圍的強大社會而言,支援恆星際航行技術研發所需的龐大資金或許就不再那麼膽怯了。”

  2100年前起航!

  伊卡魯斯星際航行協會的宗旨是幫助人類社會達成在2100年前實現恆星際航行的目標。歐伯塞表示,儘管在經濟和技術方面前路依然漫長,但是他相信這最終是可以被克服的。

  他的樂觀首先一點來源於人類對於系外行星探測取得的最新成果,研究顯示我們的銀河系當中可能充斥著大量的系外行星。研究人員目前已經在太陽系之外確認超過800個系外行星,而科學家們相信銀河系中還有另外數以十億計的這類行星存在。

  此前不久,天文學家們發現在距離我們最近的半人馬座α星周圍同樣存在系外行星,而在另外一顆距離太陽系僅有大約11.9光年的恆星鯨魚座Τ周圍則發現了一個由5顆行星組成的行星系,其中有兩顆行星可能位於其恆星周圍的宜居帶範圍內,所謂宜居帶就是指在恆星周圍由於距離適當,因而可以允許液態水在行星地表存在的區域範圍。

  歐伯塞認為,如果能夠找到一顆大小和地球相當且位於宜居帶範圍內的真正的“另一顆地球”,那麼這或許將能夠贏得公眾對於建造恆星際飛船的支援。我們作為一個智慧文明的種族,迫切地想要靠的近一些,去仔細觀察那個和我們相似的世界上有沒有顯露出的任何存在生命的跡象。或者,如果我們能接收到來自太空中其它文明世界發來的無線電信號,那也將起到相類似的作用。

  總體而言,歐伯塞認為在本世紀結束之前人類發射首艘恆星際飛船還是很有希望的。為了闡明我們人類這個智慧種族的技術潛力,請想一想在1903年萊特兄弟才剛剛試飛了第一架飛機,航空時代蹣跚起步,你再看看現在的航空產業呢?所以他說:“我認為人們往往會過高地估計我們能在短期內達成的成就,比如在未來的5~10年範圍內。但是他們也常常會大大低估我們在長期內可以達成的成就,比如數十年或者是一個世紀之內可以做到的事。”(晨風)



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