圖文:2013年太空領域的11件大事
粉紅色行星挑戰天文理論紫紅色的GJ 504b是一顆新發現的行星,圖為畫家繪製的想像圖。該行星的質量大概是土星的四倍。將近五十年前,科幻劇《星際迷航》(Star Trek)將太空稱作人類「最後的邊疆」。如今它依然還是人跡罕至的邊疆,但卻比過去忙碌了許多。在2013年,十幾個國家加上私營行業,通過各種有形方式以及藉助望遠鏡和無人飛船、探測器上的相機等無形方式,繼續著人類探索星辰大海的事業。在一篇文章中全部列舉今年人類在太空事業上的所為、所見和所學是不可能的,不過有這麼11件在「拓邊」事業中值得一書的大事將在未來數十年被世人銘記。1. 「旅行者1號」探測器飛離太陽系
2013年9月12日,美國宇航局(NASA)宣布,與1977年發射的「旅行者1號」 探測器已成為第一個進入星際空間的人造物體。經過對一股日冕噴射物的仔細研究,觀察其對「旅行者1號」周圍宇宙空間的影響,科學家斷定這艘微小的探測器已經跨域「日球頂層」(註:又名太陽風頂層)。「日球頂層」被天文學家視為「日球層」(又名太陽風層)——受太陽影響的宇宙空間——的邊界,超過這個範圍,太陽風便無法再抵擋來自其他恆星的恆星風,同時也意味著進入到星際空間。
儘管已距離地球非常遙遠,但「旅行者1號」仍未耗盡電力,預計還可以繼續向地球傳回數據,直到2020年的某個時候儲備電力完全耗盡。但飛船本身將繼續飛行下去,如果它有朝一日被某個其他星系的智慧生物發現的話,便能夠通過飛船攜帶的一張「金唱片」了解地球。它記錄著地球上的各種聲音、音樂、圖像以及其各類他關於地球生命的信息。
2. 奧運聖火抵達太空
在國際空間站外的太空行走中,俄羅斯飛航工程師奧列格·科托夫(Oleg Kotov)揮舞著奧運火炬,另一位宇航員謝爾蓋·梁贊斯基(Sergey Ryazanskiy)拍下這一瞬間。
重返地球的俄羅斯宇航員費奧多·尤奇欽(Fyodor Yurchikhin)手拿奧運火炬。2014年冬奧會將在俄羅斯舉辦,而且受到俄羅斯高度重視。作為慶祝活動的一部分,奧運聖火被帶到了過去從未抵達過的地方——太空。11月9日,俄羅斯宇航員奧列格·科托夫(Oleg Kotov)和謝爾蓋·梁贊斯基(Sergey Ryazanskiy)將奧運聖火帶到國際空間站,並帶著它進行了太空行走。兩天之後,另一位俄羅斯宇航員費奧多·尤奇欽(Fyodor Yurchikhin)攜帶聖火回到地球,將聖火傳遞活動接著進行下去。
3. 印度發射火星探測器
印度在11月5日發射了火星軌道探測器。在進入地球軌道後,它用了數周時間,利用地球重力將自己「彈射」到火星。
今年11月,印度太空研究組織(India Space Research Organization)的「火星軌道飛行器任務」進行了成功發射,探測器預定在2014年9月抵達火星軌道。如果任務進行順利,那麼ISRO將成為第四個將探測器成功送往火星的太空機構。在此之前,只有美國、俄羅斯和歐洲航天局曾成功將探測器送往這顆「紅色星球」。印度這項太空任務的有趣之處在於,這個國家自己沒有大推力火箭,無法直接將探測器送往火星。印度探測器實際上是採用了一種「彈弓原理」,利用地球重力來獲得其飛往火星所需要的能量。在發射升空大約25天之後,探測器離開了地球軌道。在此期間,美國宇航局也發射了自己的火星探測器「MAVEN」,也是預定於明年11月抵達火星。
然而與MAVEN不同的是,印度這項任務的花費要少上許多。據估計,整個任務的總花費約為6,900萬美元。相比之下,MAVEN預計要花掉4.85億美元。誠然,美國軌道探測器的性能要比印度的強大許多,但印度這項低成本任務已經引起太空產業內的許多人注目。
空間科學技術公司Nanoracks的創始人和總經理傑弗瑞·曼伯爾(Jeffrey Manber)在這次發射後不久對我說道:「印度在太空探索領域的跨越發展不可思議,它向我們這些相信可以而且應該找到一種以更小代價開展太空探索的人展示了一種模式。」
4. 美國宇航局計劃捕獲一顆小行星
這張圖展示了可能被捕獲的小行星的摸樣。美國宇航局將增強自身的小行星探測和鑒別能力,加快發展太陽能電力推進技術,並開始設計整個任務計劃。
在美國宇航局2014年的預算草案中包含了一項計劃,打算建造一搜宇宙飛船用於捕獲一顆近地小行星,然後將它拖引到穩定的繞月軌道上。如此一來,宇航員便能夠降落到這顆小行星上。被選中的小行星大約寬7米,美國宇航局已將備選目標縮小到三顆小行星,並希望在2025年之前能實現宇航員登上這顆小行星的目標。
5. 一顆藍色行星、一顆粉色行星,還有一顆本不應該存在的行星
天文學家用哈勃太空望遠鏡在太陽系外找到一顆藍色行星。另一個天文團隊用錢德拉X射線太空天文台(Chandra X-ray Observatory)和XMM牛頓太空天文台(XMM Newton Observatory),利用該行星在母星前方飛過的機會,首次觀測到它的X射線光譜。
今年7月,哈勃太空望遠鏡拍下編號為HD 189733b的行星的一張照片,該行星距離太陽系只有63光年之遙。天文學家注意它的某些不同尋常之處——一顆藍色的行星。這是迄今為止人類在太陽系外發現的第一顆藍色行星。極其有趣的是,它之所以呈現出藍色,並不是因為上面有水,而是因為它的大氣中充滿了硅酸鹽。這意味著在這顆行星上,毫不誇張地說,下的是玻璃雨。幾周之後,當錢德拉X射線太空天文台(Chandra X-ray Observatory)和歐洲航天局的XMM牛頓太空天文台(XMM Newton Observatory)觀察到這顆行星的X射線光譜後,天文學家報告了關於這顆行星的更多信息。
不過這還不是我們發現的唯一一顆不尋常的行星。科學家今年對大約幾十顆系外行星(太陽系意外的行星)進行了研究。這其中包括在長蛇座TW星系可能存在的一刻行星。如果它的存在被確認的話,那麼它就是一顆本不應該存在的星球——至少根據我們目前的行星形成理論,它不應該存在。那是因為,如果我們當前的行星形成模型是正確的話,那麼這顆星球的壽命大約為2億年。但問題由此而來,因為長蛇座TW自己的壽命只有大約800萬年。
長蛇座TW的這顆行星,並不是唯一一顆讓天文學家反思行星進化理論的行星。今年還發現了一顆編號為GJ 504b的行星,它距離太陽系大約57光年,質量是木星的大約四倍,呈紫紅色。GJ 504b距離它所在星系的恆星,與海王星到太陽間的距離基本相當。但是按照現有的行星進化模型,這麼遠的距離不應該形成質量大如木星的行星,更別說四倍於它。
這兩顆行星,加上其他的一些,可能導致天文學家對行星誕生和形成理論進行全面反思,反過來或許會帶動天文學和物理學在其他方面取得進步。
6. 「卡西尼號」飛船在土星拍到地球和月球的合影
美國宇航局的「卡西尼號」飛船飛入土星的陰影,並拍到這顆行星的七顆衛星和土星光環,背景處還有我們的家鄉——地球。今年11月,美國宇航局公布了「卡西尼號」飛船拍到的這張驚人照片,在土星背後,可以找到火星、金星、地球和月球。整張圖片是由該探測器拍攝的141張廣角照片拼合而成。「卡西尼號」於1997年發射升空,已經對土星及其眾多衛星開展了為期九年的研究。
7. 宇航員克里斯·哈德菲爾德的天籟之音
加拿大宇航員克里斯·哈德菲爾德在國際空間站度過閑暇時間的方式很特殊,他製作了一段驚艷的MV視頻,內容是他在空間站上演唱的大衛·鮑伊(David Bowie)經典歌曲《太空奇遇記》(Space Oddity)。在完成這次飛行任務回到地球後,哈德菲爾德已從加拿大太空局(Canadian Space Agency)退役。
加拿大資深宇航員(Chris Hadfield)今年出名了。他在YouTube上發布了幾段「驚艷」的視頻,在社交網站Twitter和Tumblr上還放了一些從國際空間站拍到的華麗的地球照片,這讓他在互聯網上的人氣迅速躥升。他甚至還協助了一場科學幻想與科學事實之間的會面。今年2月份,當時還身處國際空間站的他,與《星際迷航》中柯克船長(Captain Kirk)的扮演者威廉·夏特納(William Shatner)進行了一次讓人著迷的通話。但要說到哈德菲爾德指令長這次太空之旅的搶眼之處,或許還在於他是怎麼度過這段日子的——在國際空間站的這段時間,他製作了一段驚艷的MV視頻,內容是他自己演唱的大衛·鮑伊(David Bowie)經典歌曲《太空奇遇記》(Space Oddity)。
8. 一顆隕星在俄羅斯爆炸
圖為2月15日攝於俄羅斯車裡雅賓斯克的一張照片。一顆隕星橫貫這座烏拉爾山脈城市的上空,此地距離莫斯科大約930英里。這位不速之客以4.2萬英里的時速闖入地球,並在俄羅斯上空爆炸,造成建築物受損和一些人員受傷。今年2月,俄羅斯迎來了一位來自外太空的不速之客。一顆隕星在西伯利亞地區的上空爆炸,造成超過950人受傷,數棟建築物受損。在進入大氣層燃燒前,這顆隕星的質量可能超過埃菲爾鐵塔,是一個多世紀以來墜入地球的最巨大的太空物體。這顆爆炸的隕星很像與地球擦肩而過的小行星2012 DA14,但兩者之間並無關係。
9. 中國「嫦娥三號」登月
圖為中國「嫦娥三號」月球探測拍下的「玉兔」月球車照片。中國在2013年成為實現探測器登月的第三個國家。本月早些時候,中國「嫦娥三號」探測器登上月球,內部還攜帶有「玉兔號」月球車。這是37年來對月球進行「軟著陸」的第一台探測器,也讓中國成為太空飛船成功登月的第三個國家。自動行駛的「玉兔號」月球車將在未來三個月對月球表面進行探索和記錄。對於中國的太空事業而言,這是一次大踏步的前進。中國的太空探索計劃雖然前進得並不算快,但步伐穩健,雄心勃勃。「嫦娥三號」是中國登月計劃的其中一步,該計劃打算在2025年將宇航員送上月球。除此之外,中國現在還在地球軌道上建造一座空間站。
10. 軌道科學公司向國際空間站發射飛船
軌道科學公司(Orbital Sciences)的「天鵝座號」貨運飛船在今年成功飛往國際空間站,進而成為第二家做到這點的商用宇航公司。圖為「天鵝座號」飛船與國際空間站的機械臂實現對接。
去年,太空探索技術公司(SpaceX)成為第一家成功向國際空間站發射貨運飛船的私營宇航公司而名聲大噪。今年軌道科學公司(Orbital Sciences)也做到了這一點,並且使向國際空間站發射貨運飛船成為一門帶有競爭性的生意。
總體來看,2013年對於商用太空產業而言是個相當不錯的年份。在這一年又有了Inspriation Mars和World View Enterprises等新公司的加入;維珍銀河(Virgin Galactic)準備在明年進行首次商用飛行,而且該公司開始接受比特幣付費;SpaceX首次用它的「獵鷹9號」火箭將一顆商業衛星發射上天;畢格羅宇航公司(Bigelow Aerospace)得到一份為國際空間站製造可充氣太空艙的訂單。對於商用太空產業而言,這還只是小荷才立尖尖角。這個行業未來將繼續發展壯大,並迎接新的挑戰。
11. 「好奇號」火星車斷定火星遠古環境曾適宜生命存活
在整個2013年,美國宇航局的「好奇號」火星車實現了多項發現,讓科學家斷定數十億年前的火星曾經存在適宜生物生存的環境。
今年在太空領域最迷人的發現或許要歸功於「好奇號」火星探測車。它在今年8月迎來了登上火星的一周年紀念日。這輛探測車重達兩噸,以核電池為能源、裝備激光分析設備,其主要任務就是考察火星是否曾經存在適宜生命存活的環境。美國宇航局在今年3月宣布,「好奇號」已證明了這一點,它找到證據證明,數十億年前的火星環境曾經適宜生命存活。
然而「好奇號」團隊並沒有躺在榮譽上睡大覺。隨著探測車在火星表面的探索工作進一步開展,美國宇航局宣布,在火星土壤中發現水分。就在幾周之後,美國宇航局公開了證據,「好奇號」現在漫步的那片區域曾是一個適宜生命存活的淡水湖。更有趣的是,研究結果顯示,火星宜居環境的存在時間可能要比先前估計的長好幾千萬年。
雖然「好奇號」並沒有攜帶用於尋找生機跡象的設備,但它到目前為止的發現已經為證明火星曾有適宜生命存在的環境奠定了堅實的基礎。後續的火星探測任務將會著眼於證實這顆「紅色星球」上曾經存在生命。
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