征服太空的十個挑戰

1961年4月12日，蘇聯航天員加加林成為第一個進入太空的人；50多年后的今天，我們對宇宙的知識增長了多少？未來，太空科技的發展道路上，有十個重大的挑戰，科學家將會如何應對呢？

挑戰一 再次在月球上漫步

美國航天員阿姆斯特朗（Neil Armstrong）在1969年7月踏出“個人的一小步，人類的一大步”，當時，美國視蘇聯為太空科技（還有軍事和政治）上的敵人。后來美國和蘇聯的對峙（即人們說的“冷戰”）結束，美國對探索月球的熱情便減退了。1972年以來，沒有人類再踏足月球。中國在2003年開始了“嫦娥計劃”，打算把中國航天員送到月球上，根據計劃，2025至2030年間，將會有第一位中國人登上月球，這個計劃會令中國躋身太空強國之列。從長遠而言，中國希望在月球上建立一個常設的基地，開發月球的地下資源，如稀有的化學元素。

挑戰二 進軍火星

這顆紅色星球曾給文人許多想象的空間。19世紀末，一些天文愛好者認為，火星表面的坑洞就是火星人開鑿的運河！即使無人宇宙飛船已拍下了火星荒漠千里的景色，人們仍想找方法把它改造成第二個地球。美國希望在2020年左右，先派無人宇宙飛船登陸火星的衛星，再在2035至2040年間派人登陸火星表面。為此，美國需要一架適合遠航、設備精良的宇宙飛船，這艘宇宙飛船只可以在太空中建造，因為它重得沒法升空。由地球航行至火星需要幾個月時間，航天員要一直待在狹窄的太空艙中，到達火星后，他們將要在當地生產食物和回程用的燃料——從巖石中提煉。在火星上，他們要避開輻射和沙塵暴，這個旅程需用時兩年！

挑戰三 盡量使用太陽能

在距地面3.6萬千米的高處，太陽的輻射比地球表面高出10倍，假使我們可以在地球軌道上建立太陽能發電站，就可得到取之不盡的能源，減少我們對石油和原子能的依賴，但是，這太陽能發電站最快也要到2050年才能建成。歐洲太空總署將于2020年推出一顆模擬衛星，把收集到的太陽能通過激光傳送到地面，將電力送到貧窮偏遠的地區、海水淡化廠或船只上。日本也打算建造太空太陽能發電站，并預計在2030年進行測試。

挑戰四 搜尋生命的蛛絲馬跡

我們可以遙距尋找外星生物，但是地球的大氣層會阻礙各種觀測儀器。所以，歐洲的“達爾文計劃”曾建議用人造衛星收集和分析其他行星發出的光線，尋找外星生命體的跡象。如果可以找到由水蒸氣、氮氣、二氧化碳包圍的星球，就意味著那里很可能有生物存在！可惜，達爾文計劃到如今仍然只是一個構思和計劃，并沒有開展任何實質性的工程。

挑戰五 清理太空垃圾

地球附近的太空，已經成了一個巨型垃圾場！50年來，人類遺下的太空垃圾（廢棄的人造衛星、散落的一節節推進火箭……）不斷累積，直徑達10厘米的垃圾共有2萬多件！在離地面700至1000千米處，太空垃圾的密度很高，以致垃圾跟垃圾經常互相碰撞。歐洲太空總署計劃在2030年制成一個太空垃圾清掃器：用鋼纜將垃圾固定，然后把它切碎并往下拉，在大氣層內焚燒……為了保證太空垃圾的數量不增加，人們每5—10年要進行一次“太空大掃除”。前人留下的垃圾，需要后人付出許多代價來清理。

挑戰六 推出“太空制造”產品

原則上，在無重狀態下生產的材料是沒法在大氣層內復制的，所以，國際太空站正努力地生產各種工業用物料。“太空制造”的產品十分優良，但是運輸成本極高：每千克貨物要10萬歐元的運費。旅游界希望在地球軌道上分一杯羹，發展太空旅游。維珍航空公司自2012年開始，把乘客送上110千米的高空，也算是邁向太空旅游的一步吧！

挑戰七 開發太空中未知的領域

對于太陽系的外緣（遙遠的海王星之外），人類并不是很了解，然而，那里深藏著太陽系的許多秘密。科學家認為太陽系外緣隱藏著幾千顆矮行星和彗星，幾億年不變！要在本世紀末前，向太陽系外緣派出無人宇宙飛船，科學家就必須利用“磁等離子體動力推力器”，制造速度極高的宇宙飛船—把燃料離子化，再加熱至幾百萬度，產生極大的推動力。“磁等離子體動力推力器”現在尚在試驗階段，預計可在20年內開始使用。

挑戰八 在宇宙中尋找水源

歐羅巴（木衛二）和伽尼米德（木衛三）是木星的兩顆衛星，二者最令人吃驚之處，是它們冰封的表面下蘊含液態的水（水是生物存活的重要條件之一）！因此，美國和歐洲的太空總署正聯手查證這兩顆衛星上有沒有生命——計劃在2020年底，派出無人宇宙飛船到兩顆衛星的附近，觀察它們有沒有海洋。接下來，科學家希望用機器人提取歐羅巴上的一些冰塊，如果歐羅巴上有生命存在（即使是極簡單的生命體），那么科學家一定會在本世紀內派航天員到火星。

挑戰九 向更遠的星空進發

要把人類送到土星或更遠的太空去，就需要在推進技術上尋求突破。載人宇宙飛船需要力量較大的推動器，可以使用核能來推動。以核能推動宇宙飛船是一件十分復雜的事，星體發光也是靠此原理。2020年左右，以核能推動載人宇宙飛船的技術，可以在地球上進行測試，但要真的把它應用到太空之中，則最快也要在80年后。如果你想明天就出發去海王星，那實在是太異想天開了！

挑戰十 小行星，你好

美國、歐洲和日本將在本世紀20年代，以無人宇宙飛船攫取一些小行星的碎片，研究太陽系的形成過程。許多小行星在45億年前已經成形，并且從來沒有改變過。如果小行星含有氣體或稀有金屬，人們可能在2050年后開始計劃開發這些資源。一直以來，人類都在擔心小行星撞向地球，如果我們了解小行星就可以找到應對方法，比如改變小行星的軌道。

多了解一點

“征服太空是一個沒有盡頭的計劃！”

艾倫·杜巴是太空科技專家和物理學家，我們來看看他是怎么說的。

哪一項挑戰是最有迫切性的？

我們應該學會以新的方法進入太空，因為50年來，火箭的技術沒見到有什么改進！我們應該像生產汽車一樣，推出一些性能更好、成本更低的系列，或者發明可以進入太空的飛機！2050年前，我們必須改革火箭升空的技術！

每個人都可以去太空嗎？

未來，太空旅行將會成為一股潮流。從現在到2020年，可能會有數萬人在太空中做短線旅游（離地面100千米內）。到2030年，在地球軌道上的旅館度假將不再是有錢人的專利。

人類會征服整個太空嗎？

我認為人類將會在整個太陽系建立基地，這事會在未來兩個世紀內實現，至于沖出太陽系，則應該是500—1000年以后的事。以當前的科技，要前往太陽系以外的地方，是有去無回的，但是，我們不會因此而卻步，科學家一定會尋找把人送到太陽系以外的地方的方法。

歐洲在征服太空中的角色

歐洲在世界太空科技中排行第二——僅次于美國而名列俄羅斯之前。歐洲太空總署發射了亞里安5型火箭（Ariane 5），把通信和地球觀測衛星帶進太空。歐洲太空總署也探索太陽系的衛星、積極參加國際太空站的活動。然而，不同于美國、俄羅斯、中國甚至印度，歐洲太空總署并沒有把人送上太空，因為它缺乏載人宇宙飛船。2012年，歐洲太空總署開始討論建造載人宇宙飛船的可能性。

征服太空后，我們可以住在何處？

征服太空的目的之一，就是為人類尋找新的定居地。以下兩個太空定居點，聽起來有點瘋狂！

人造衛星殖民地

我們可以在月球環繞地球轉動的軌道上，建立幾個長達幾千米的太空站，太空站可接待1萬到100萬人，站內的大型圓柱體，可制造一個重力跟地球相仿的環境。

把火星改造成第二個地球

當人類真的可以踏足這顆紅色行星，便會致力于將它變成適合我們居住的地方：有大氣層、森林、河流、海洋……但是，外星地球化不是一件容易的事，可能要花上1000年的時間！

太陽系之外

目前科學家已發現超過500顆太陽系以外的星體，但大多都是以間接的方法發現的，而不是直接觀察到的。天文學家用了很長時間印證和推斷星體的存在。