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“神十”精彩打造中国版“星际迷航”
2013-06-24 08:08  新闻晨报  张源 杨育才  我要评论()
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每个人在儿时都有过“太空梦”。神舟十号和天宫一号的成功对接、王亚平的完美太空“第一课”,使得中国的“太空梦”朝着空间站的时代又大大前进了一步。航天人的汗水,将人们的“太空梦”变成现实;而科幻电影,则将人们的“太空梦想”进一步地延伸开去。

本月正在上映的科幻大片《星际迷航:暗黑无界》,有力“助推”了航天热。晨报的“太空讲堂”,邀请航天专家,试图结合当下热映电影进行解读——从长征火箭到曲速飞行,从神舟飞船到星际战舰,梦想到现实的路,到底还有多远?

太空梦1:曲速飞行?

并非光速,是设想改变空间状态实现超快航行;但目前无法解决所需的巨大能量;实现可能微乎其微

今年3月,美国宇航局网站报道,1977年由美国发射升空的“旅行者1号”探测器,经过近35年的飞行,刚刚接近太阳系的边缘。这是目前距离地球最远的人造航天器。

而在电影《星际迷航:暗黑无界》中,柯克船长指挥的“进取号”星舰,能在瞬间从一个恒星飞抵另一个恒星。按照影片中的说法,星舰之所以能如此快速地在宇宙中穿行,是因为它采用了曲速引擎,能够超光速航行实现曲速飞行。但是按照爱因斯坦的理论,任何有质量的物体,其运行速度若要达到光速,其所需的能量是十分巨大的,以目前的人类科技是无法达到的。

最早提出“曲速引擎”概念的是美国物理学家MiguelAlcubierre,他在1994年发表了一篇题为“曲速引擎:广义相对论中的超快航行”的论文,引发许多物理学家和科幻作家开始使用这个概念。有航天专家告诉记者,在可以预见的将来,这项技术实现的可能性微乎其微,但美国航空航天局的部分科学家依然在对“曲速引擎”的可能性进行验证,希望未来某一天能实现《星际迷航》中的这种高超技术。

据专家介绍,所谓曲速飞行,并不是指飞船的速度达到甚至超过光速,只是改变飞船周围的空间状态,使得飞船后方的空间膨胀,飞船前方的空间压缩,通过空间的移动来完成飞船在宇宙中的快速飞行。“打个通俗的比方,一辆汽车速度不变,但是将前方的道路进行了大幅折叠压缩,导致路程相应缩短,旅行的时间也就得到极度的节省。”然而,折叠压缩“道路”所需要的能量,将远远大于驱动一辆汽车所需要的能量。美国科学家此前的研究认为,太空曲速飞行大约需要与一颗木星质能相当的能量,如此巨大的能量从何而来?这使得曲速飞行几乎是无法实现的梦幻。

目前,科学家们仍停留在研究阶段,希望能找到一种方法,大大降低空间扭曲所需要的能量消耗。约翰逊航天中心的科学家们也已经设计了一台激光干涉仪,可以模拟极小范围内的时空扭曲效应。

太空梦2:星舰队?

美国有“百年星舰”计划,5万吨的巨船每秒飞3.6万公里,但还不够快

游弋海洋,需要强大的海军;探索太空,同样需要交通工具。影片中庞大的星舰队也是蔚为壮观。根据美国媒体报道,美国航天局去年提出一项名为“百年星舰”的宇宙探索计划,希望在百年内让人类冲出太阳系,抵达其它遥远的星球。

这尽管看似比曲速飞行更为现实,但要实现仍然困难重重。按照该计划,研究人员设计了一种星际旅行太空船,重达5万吨,由核聚变能源驱动,能以每秒3.6万公里高速飞行。够快了吧,但根据这一速度,人类抵达距太阳系最近的恒星系统——距离地球约有4.22光年的半人马座阿尔法星系,也需要至少50年的时间,还是慢啊。

“百年星舰”计划的一位技术主管倒是很乐观:如果在1910年去问爱因斯坦,如何才能让普通人享受全球通讯的便利,他一定不会想到苹果手机。所以一切皆有可能。

太空梦3:清理空间碎片?

数量多速度快破坏大;目前只能被动提高航天器防护,要去清除很难

在《星际迷航:暗黑无界》中,华丽的太空飞行场景让观众目不暇接,直呼过瘾。但太空中也不是风平浪静。当剧烈的撞击出现时,先进的特效技术让观众紧张不已。在现实中,太空飞行活动的确面临着各种撞击的危险,这种撞击的来源就是各种空间碎片。中科院空间科学与应用研究中心研究员、空间碎片专家都亨曾在接受晨报记者采访时称,随着人类探索太空的步伐加快,来自空间碎片的威胁会越来越大。“一个只有几毫米长的碎片,就有可能毁灭一个航天器。”都亨说,随着人类空间活动的增多,残留在太空各个轨道中的太空垃圾也会日益增多。“空间碎片的来源主要是废弃航天器,包括失去功能的卫星,也包括将卫星送入轨道后的运载火箭。有些运载火箭因为燃料没有消耗完,在空间中由于各种原因很容易产生爆炸,就会产生数量更多的空间碎片。”“当空间碎片达到一定的数量后,人类的航天器将无法冲出空间碎片的‘封锁’,这对航天活动是毁灭性的。”都亨还曾预警说,空间碎片的数量有一个临界点,届时碎片和碎片之间会不断产生碰撞,产生“雪崩”效应,形成大量的新碎片。

不过,随着科技不断进步,给航天器加装护甲、使用新型材料,都会相应地降低来自空间碎片的威胁。但这个思路是被动的,人类是否有办法主动去回收空间碎片呢?

“空间碎片的运行速度很快,清理首先要保证清理的工具可以经受住高速的撞击,或者能够主动去接近碎片。这从成本和技术手段上来看,都是很困难的。目前看来,清除空间碎片只停留在理论探讨阶段,只有各种各样的设计方案。”都亨坦言,目前人类开展太空探索,主要还是依靠观测手段来规避在各个轨道上运行的碎片。

太空梦4:太空战争?

空间的军事化已存在,只是还没到公开部署的地步,不少国家都在悄悄做试验

在电影中,战争所发生的场景已不仅限于地球,而是整个太空。早在上世纪美苏争霸的冷战年代,“太空战争”的概念就已经提出,太空争霸战也一再上演。在人类未来的太空探索中,战争的因素会带来哪些影响?在空军专家戴旭看来,当阿姆斯特朗的脚步踏上月球的那刻起,空天时代的来临已成为一种必然的趋势。“在当代战争中,谁在空天战场上失利,就意味着战争失败。”

戴旭说,以美国为例,早在30多年前就成立了太空战机构。“1982年,美国就将导弹预警与太空作战两个部门合并组建成美国空军航天司令部,之后又陆续成立海军太空司令部,空、海军联合太空司令部,到1988年又成立了陆军太空司令部。”而从目前的国际形势来看,几个军事大国都在积极发展未来空间战所能应用的技术手段。

太空战争,还是仅仅停留在科幻阶段么?对于这一点,中国空间技术研究院研究员、国际宇航科学院院士朱毅麟告诉晨报记者,空间的军事化已经存在,只是还没到公开部署的地步,不少国家都在悄悄地做试验。朱毅麟说,当代战争对空天的依赖日益强烈,如果真的爆发空间战,各种军事卫星、航天器定会成为首当其冲的攻击目标。“这些航天器的轨道固定,只要地面能探测到,就知道它什么时候出现在什么位置,它还不能像飞机那样自由地移动逃跑。”

“无论哪一种‘空间战’模式,都已不存在太大的技术难度。”朱毅麟说,目前对于空间战的理解主要包含两个概念,一种是从下往上攻击天上的目标,例如从飞机上发射激光武器,从地面发射导弹,去攻击轨道上的卫星或者其他航天器;另外一种模式则是从天上打地面,例如放置轨道轰炸器,发射上去后对地面观测得很清楚,可能只需要走半圈轨道就能实施对地攻击。尽管电影中很多飞船在太空中激战的场景目前还不可能出现,但人类战争的脚步将向太空延续,已成为不争的事实。

太空梦5:和平探测?

高净化、微重力使太空成为珍贵资源

《星际迷航:暗黑无界》中爆发的星际战争场面十分好看,但影片的主旨还是多次强化——是想宣传和平探索太空。探测太空的目的,无论是登月、探测火星还是太阳系,更多的还是为了和平利用太空资源。

中科院院士、中国探月工程一期卫星系统总指挥兼总设计师叶培建曾对媒体表示,太空有四大资源:高位置资源、环境资源、物质资源和信息资源,这些资源与人类生活息息相关。“相对地球环境,空间环境具有高净化、微重力等特点,这对制药、冶金、提纯等有巨大帮助。”

此外,深空探测还可以解答地球如何起源与演变,行星和太阳系究竟是如何形成和演化,人类是不是宇宙中唯一的生命、地球的未来将如何等一系列问题。

今年下半年,我国即将发射“嫦娥三号”探测器,完成我国对地外天体的首次软着陆探测。此外,“神舟”飞船首任总设计师戚发轫院士近日还透露,我国有望于2015年后发射首颗火星探测器。

太空,我们来了。中国版“星际迷航”同样会很精彩。

新闻热线:010-68947455

关键词: 神十 星际迷航

责任编辑:新闻中心

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