人類探索外太空的科學設想

人類探索外太空的科學設想

對於派遣載人飛船探索外太空，科學界一直存在著巨大的爭議。科學家預測，根據地球生物大滅絕周期，人類最短5100年、最長780萬年就要因為某種未知災難而從地球上消亡，所以，人類必須做到未雨綢繆，尋找可供生存繁衍的天外「第二方舟」。

「孤島」物種常會瀕臨滅絕，人類必須走出地球

地質史顯示，地球歷史上的大滅絕事件可說是家常便飯，暴龍只在地球上存在過幾百萬年，哺乳動物平均也只在地球上繁衍了200萬年。

現代智人的祖先直立人只在地球上繁衍了160萬年，而尼安特人只在地球上延續了3035年就走向了滅絕。人類也許已經適應了地球，但從宇宙來說，地球只不過是個微不足道的「孤島」。根據科學經驗，任何局限於孤島中的物種，很快就會被列入瀕危動物的名單中。

拯救人類走向滅絕的方法之一，就是移民外星球，然而，這不僅要花費天文數字般昂貴的代價，同時科學家也無法預知，在人類有能力移民外星球前，是否已經會先遭遇不可預測的大災難，導致大滅絕。

有一件事可以肯定，那就是50億年後，太陽將變成一顆紅巨星，即使太陽到時不會吞沒地球，也會將它烤成焦炭，而人類在此之前，可能就已經會在一場小行星或彗星撞地災難、一場氣候劇變災難、一場核災難、甚至在一場病毒暴發中走向毀滅。

八移民火星繁衍後代：「600年後就會擁有800萬火星人」

即使以780萬年計算，780萬年的人類壽命相對於還有50億年的太陽壽命來說也顯得太短了，這意味著在太陽將地球海洋徹底煮沸前，人類就可能從地球上消失。所以一些科學家稱，人類必須在走向滅絕前，就先在太空中找到可以賴以生存的「第二地球」，讓人類種族能在那兒繁衍。

科學家認為，人類移民外星球的第一步就是移民火星。由於火星擁有重力、太陽能以及生命賴以生存的所有化學物質，所以火星完全可以成為一個能自給自足的人類外星基地。在火星地底下10米處生活，可以幫助人類免受宇宙射線和太陽風暴的影響。

科學家建議，首批火星移民可以由4對夫婦8人組成，而冷凍卵子和冷凍精子可用於在火星上繁殖後代，增加遺傳基因的多樣性。如果一對火星夫婦擁有4個孩子，那麼每隔30年，火星人口就會翻上一倍。600年後，火星上就會擁有800萬人口。

人類前往「第二地球」乘坐目前飛船需要35萬年

天文學家在2008年4月發現的第二地球「GLIESE581c」,是目前太陽系外第一顆和地球相似，並可能擁有良好氣候的岩石行星。那麼，人類旅行者如何才能前往「第二地球」旅行？

人類目前最快的「星際」飛船是正飛出太陽系的「航海者一號」。它的速度達到了每秒鐘17公里，可即使以這樣的速度，也要花35萬年才能抵達「GLIESE581c」行星。如果人類乘坐這樣的飛船前往「GLIESE581c」，只怕到達那兒後，遺體骨骼都已變成了化石。

乘坐1％光速的「太陽帆」，仍然需要2000年時間

美國先鋒太空航空公司的工程師們則提出了一種通過「太陽帆」進行星際旅行的設想。太陽的光子可以推動太陽帆前行，它的加速度會越來越高，最後以1％的光速高速飛行，可是，乘坐「太陽帆」抵達第二地球仍然需要2000年的時間。

美國先鋒太空航空公司和火星協會總裁羅伯特·祖伯林承認，人類在未來至少30年時間內，不太可能造出這樣的太陽帆，因為在太空中安全展開太陽帆將面臨許多挑戰。美國行星協會曾在太空測試過兩次太陽帆，但都遭遇了失敗，儘管他們的太陽帆只有30米寬。而如果太陽帆能夠運送包括旅客、行李在內的100噸有效載荷，那麼這個「太陽帆」必須寬達107公里。

乘坐「激光帆」只需40年，激光鏡頭得有1000公里直徑

美國航空工程師羅伯特·弗沃德提出，大海中的風能推動帆船航行，同樣一道強大的激光柱也能推動太空中的「帆船」航行。在太陽光到達不了的外太空，人類可以選用激光束作動力。「激光帆」的設想是：這個巨大的鋁箔「激光帆」將是人類有史以來見過的最大太空帆，駕駛員座艙位於「激光帆」的中間，人類可在地球軌道或月球表面上建成一個強大的激光源，「激光帆」飛船需要經過數年的激光推動，才能抵達它的最高巡航速度——50％光速，那麼人類從地球抵達「GLIESE581c」的時間，將可以縮短到40年。

然而，弗沃德的「激光帆」理論仍然面臨許多技術障礙，要使激光始終聚焦到「激光帆」上，這個激光源的太空鏡頭必須得有l000公里的直徑。同時，激光的能量也是個問題，根據弗沃德的估算，這個激光源需要數千萬億瓦特的能量，比世界上所有發電機產生的總能量還要多。

飛船如採用「反物質」每秒可行10萬公里

要獲得這樣龐大的能量，科學家也許只能嘗試獲得反物質的能量了。科學理論認為，當反物質和物質碰撞後，就會互相消滅，同時釋放出巨大的能量。這意味著要消滅1公斤重的反物質，就能釋放出比1公斤TNT炸藥爆炸後強大100億倍的能量，同樣它比核裂變的能量要強大l000倍，比核聚變產生的能量要強大100倍。

根據NASA研究人員的說法，一個裝載l00噸有效載荷的飛船如果以反物質作動力，將可以達到每秒l0萬公里。照這個速度，宇航員將可以在60年內抵達「GLIESE581c」。

然而，反物質很難控制，儘管科學家能在實驗室中通過強大的粒子加速器創造反粒子，但目前科學家每年只能產出l0毫微克的反物質，而到達「GLIESE581c」卻需要l000噸的反物質。

終極疑問：誰願充當首個有去無回的「星際旅行者」

不過，即使用於「星際旅行」的交通工具問題解決了，「星際旅行」還將面臨許多其他的切身問題，譬如「星際宇航員」能否在孤獨的太空航行中健康地活上數十年?宇航員又如何克服食物、空氣、水、重力缺乏、太空輻射、太空垃圾，甚至心理孤獨等問題?

事實上，即使當所有的安全問題都解決了；最後的問題才是最重要的，誰願意做第一個「星際飛行者」?誰願意將一生的時間花費在寂寞的星際航行中?現今的飛船設計理念，包括「激光帆」都根本無法容許飛船在到達「第二地球」後能再次返回，誰願意坐上這張只有單程票的宇宙飛船離開地球而一去不回呢?