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捕获500吨小行星 开辟火星征途

夜空中,一颗小行星正靠近地球。此时,将环状太阳能板舒展开来的无人航天器向它迎去。在与小行星保持一定距离时,正对小行星的无人航天器的一端的舱盖脱离,由体内向外释放出一张巨网,通过激光定位,对准小行星,将其笼罩其中。一颗小行星就这样被地球安排的“捕捉器”给收入囊中。随后,无人航天器通过变轨,将小行星带到指定地点。

得知无人航天器已成功捕获小行星消息后的地面指挥中心,则将载有宇航员的航天器发射升空,在预计轨道与无人航天器会合。之后,两个航天器进行对接,宇航员们出舱,对捕获的小行星进行拍照、采样等科学研究。成功采集相关样本后,宇航员们带着小行星样品返回太空舱。

这一系列场景近日出现在美国宇航局(nasa)主页的一个模拟动画中。这不是神话,而是美国宇航局准备付诸实践的计划。该计划的2014年预算为1.05亿美元,其中包括7800万美元的初期拨款和用于对候选小行星进行研究的额外拨款等。

美国宇航局希望在2025年之前能够成功捕获一颗小行星并将其运送到月球轨道附近,以便宇航员和科学家对该小行星进行探测。更为长远的设想是,通过捕获小行星为人类向火星进发奠定基础。

1 焦点之“计划起源”

移动天体梦想已有百年

2012年4月,美国科研机构提出了捕捉小行星的计划,并提请白宫“审阅”。2013年4月10日,美国总统奥巴马向国会提交2014年财政预算案中,为捕捉小行星的计划争取了资金。

捕捉小行星的计划基于加州理工学院凯克研究所于2012年4月发布的一篇题为“小行星捕获可行性研究”的报告。该报告称,人类可通过机械设备捕获一颗重约500吨、直径约7.6米的近地小行星,并将其拖拽到绕月轨道,整个任务耗资预计26亿美元左右。

报告指出,此项任务的目标应是一颗含有水和其他挥发物的碳质小行星。捕获、拖拽,然后载人探测,将对人类登陆其他近地小行星、火星、火卫一、火卫二,以及有朝一日载人探访小行星提供直接经验。

美国宇航局研究人员指出,开发小行星的想法早在100多年前就已经提出,只不过直到现在相应的技术才成熟到足以令梦想变为现实。在近月轨道放置一颗近地小行星,将为人类的太空探索提供一种全新的独特体验,如此成就有可能激发一个国家的潜能。倘若成功,这将是人类第一次移动天体。

2 焦点之“计划风险”

需征服目标小行星自转

论及捕获小行星计划的风险,加州理工学院凯克研究所项目成员保罗蒂莫塔基斯表示,捕获整颗小行星,然后将其拖拽到月球附近的计划可谓史无前例,必将面临严峻挑战。例如,目标小行星会自转。无人航天器将其捕获后,应使其停止转动,然后才谈得上成功拖拽。

蒂莫塔基斯指出,科学家将通过推进器提供反作用力的方式,对目标小行星实施“除转”。此外,将小行星捕获后,无人航天器的质量势必增加,从而使推进、导航等任务的难度增大。

除精确导航外,科学家还必须对这颗小行星精挑细选,确保它在导航失灵的情况下即便撞向地球,也不会对人类造成危害。尽快启动对目标小行星的搜索至关重要,因为在浩瀚的深空中辨认出一颗直径7米多的小行星并非易事。

对于这个史无前例的计划,美国宇航局局长博尔登满怀憧憬:“捕获小行星意味着人类能够更好地保护我们的家园。”

不过,有美国媒体对该项计划有担忧:虽然美国总统奥巴马已将捕获小行星的计划列入了财政预算,但这只是整个项目启动的一个符号。当前,全球经济形势让奥巴马政府不得不慎重考虑财政支出的重点,1.05亿美元启动经费的背后是数十亿美元的巨大后续投资。如果随后的资金链断裂的话,人类首次捕捉天体的行动仍然只会停留在梦想阶段。

3 焦点之“计划揭秘”

以500吨重小行星为目标

美国宇航局公布的有关捕获小行星计划的资料显示,该局将在一枚“阿特拉斯5”火箭上加装一个无人航天器(该航天器用来捕捉小行星)。该航天器同火箭分离后,张开两个太阳能板。

此时整个无人航天器宽35.7米。一旦靠近目标小行星,该航天器在接近目标时会释放出一个直径50英尺(约合15.2米)的网袋,利用束带包裹住这块旋转着的小行星。此后,火箭将使用约300公斤燃料开启助推器,将小行星推离原有轨道、带入近月轨道,耗时约2.2年。

按照美国宇航局的设想,未来进行太空探索的宇航员可以把这颗小行星当成中转站。

经科研分析,若要成功捕获小行星,需要满足三个条件:首先要能找到一个满足重量、大小等条件的近地小行星。最理想的目标是一颗中等大小的小行星,直径7米左右、重约500吨,与此同时,该小行星上需要有100吨水、90吨金属和200吨硅酸盐。

其次,要准备一套足够强大的太阳能电动推进系统,以便将小行星带离原有轨道。最后,要能在2020年安排相关人员对这颗小行星进行勘探和开采。

参议员比尔尼尔森表示:“捕获小行星的计划只是大型项目的一部分,与采集小行星矿石并进行科研相结合,并期望通过对小行星的研究能够为人类前往火星开辟一条路径。”

媒体报道称,美国希望通过捕获小行星计划能够为国际空间合作创造新的可能,并为新的技术工业提供可能。此外,能为保护地球做出贡献:如果小行星撞击地球的话,人类有能力实施拦截。

美国宇航局期望的最终目的则是通过捕获小行星计划,加深对深空的了解和研究,最终为人类登陆火星寻找出路。

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