郝永春

鄭永春,博士,中國科學院國家天文臺研究員,中國科普作家協會副理事長,青年科學家社會責任聯盟副理事長。
我們為什么要走向深空?未來我們能去哪里?我們又該怎么去呢?
地球——這顆懸浮在太空中的蔚藍色星球,承載了我們所有的悲傷喜樂,所有家庭的工作、生活,房子、車子,乃至戰爭、愛情,都是在這顆星球上發生和發展的。我們關心的是這些身邊的東西,卻沒有人關心這顆星球在宇宙中的處境。如果我們的地球碰到危機,人類所有的一切將無所依存。
太陽系從太陽往外一共有8顆行星,地球只是太陽系的8大行星之一。除此之外,太陽系還有無數的小天體——彗星、小行星、矮行星、行星的衛星。在這么多星球中,人類將去往何處?
首先要做的事情,就是客觀認識我們在宇宙中的真實處境,這個問題很少有人關心過。在太陽系的4個類地行星——水星、火星、金星、地球中,地球是最大的。但是跟木星、土星、天王星、海王星比起來,地球很小,只有木星大小的1/1284;跟太陽——太陽系唯一的恒星比起來,太陽系內數以萬計的其他所有天體全部加起來,也不到太陽質量的0.14%,太陽系有99.86%的質量集中在太陽上面。但如果把銀河系請進來,我們會看到更驚奇的場景:在銀河系中,太陽只是一顆中等質量、中等壽命的普通恒星,甚至遠離銀河系的中心。
地球上的生命萬物所依賴的太陽,其實并沒有什么了不起,銀河系中像太陽這樣的恒星有數千億顆,我們甚至都不知道銀河系究竟是什么樣的,有多少條旋臂,只因為“不識廬山真面目,只緣身在此山中”。
我們只是生活在銀河系的小山村里,只能從峰巒疊錯的山脈之間的縫隙,窺到一點外面世界的面貌。就是依據看到的這一點點,我們繪制了銀河系的結構,但它事實上可能并非我們現在繪制的那樣。
再把宇宙請進來,我們就更是找不到自己在哪里了。我們一定不在宇宙的中心,而是在宇宙的某一個角落,看著整個宇宙不斷地膨脹。我們發現自己是如此的渺小和卑微。正如德國哲學家康德說過的:“這個世界上只有兩樣東西讓我深深敬畏與震撼,一個是我們頭頂的燦爛星空,另一個是我們內心崇高的道德準則。”
“以天之道,解物之語”。進入航天時代的50多年來,人類的足跡已經抵達太陽系內所有主要天體類型,深空探索的航天任務一共有200多次,每次的成本都至少數十億人民幣,我們在太陽系里已經砸了上萬億的錢。全世界已經累計去了140多次月球,去火星和金星分別為45次、43次。
人類的未來取決于我們對自然界的理解,我們要從自然法則中尋找人類的未來。通過這些深空探測任務,人類的航天技術得到了提高,地外生存能力得到了提高,人類所認知的知識疆界得到了拓展。這些科學技術的進步,不斷修改著教科書,吸引和鼓舞著未來年輕一代的探索者。
8大行星所在的區域只是太陽系很小的一部分。8大行星最外面的1顆行星——海王星離太陽約為30個天文單位,約45億千米,矮行星冥王星離太陽約為四五十個天文單位,約五六十億千米。2015年7月,人類歷史上飛行速度最快的航天器“新視野號”,時速達到7.5萬千米,也飛了10年之后才抵達冥王星。而太陽系的半徑大約是15萬億千米,用目前最快的航天器也要飛3萬年左右才能飛出太陽系。
黑夜給了我們黑色的眼睛,我們卻要用它尋找光明。環視宇宙,我們發現,地球只是陽光下一個暗淡、藍色的小圓點,它卑微得就像懸浮在陽光中的一粒塵埃,沒有什么了不起的。
然而,當我們看到阿波羅8號任務從月球上拍到的地球“升起”,又會讓人類的雄心勃發。我們每天都會看到太陽升起和落下,月亮升起和落下,但登陸到另外一個天體時,我們將看到地球升起和落下。
通過太空探索,增進對宇宙的認識,可以改變我們的世界觀。它既可以讓我們認識到自己真實的處境,知道自己多么卑微和渺小,也可以讓我們雄心勃發,讓人類走得更遠。
人類在地球的最終命運是什么樣的呢?對此,我們要有清醒的認識:火星和木星之間有大量的小行星,這些小行星不時會撞到地球,人類最終將迎來滅頂之災。
在太陽系中,我們發現,月球、火星、水星的表面都是密密麻麻的撞擊坑,地球也不會例外。雖然現在地球上已經確認的撞擊坑約有200個,但真正的撞擊坑肯定不止這么多。我們發現,已經確認的大部分撞擊坑分布在北美、歐洲、澳大利亞,為什么只有1個在中國?
不是我們幸運,而是因為中國的文明太過漫長,經歷了太多的滄海桑田,所以大部分撞擊記錄都沒有了。已經確認的撞擊坑大多保存在戈壁、沙漠,以及原始森林等荒無人煙的地方。在太空中,直徑一兩厘米大小的塑料球那樣的碎片,就可以把堅硬、實心的鋁板撞擊出幾十厘米的大坑,小行星撞擊的威力實在太大了。
6500萬年前,有1顆小行星撞擊在墨西哥灣,漫天的塵土遮蔽了整個地球,太陽光無法穿透,地球瞬時降溫,變成了一個雪球,90%以上的生物在那次撞擊事件中滅絕了。小行星撞擊這樣的事情并不遙遠。1908年,有1顆小行星撞擊在俄羅斯西伯利亞的通古斯地區,幾千平方公里的原始森林瞬間就沒有了。
1994年,蘇梅克列維9號彗星被木星的引力撕裂成20多個碎片,先后撞擊木星,其中每一個碎片在木星上形成的暗斑,就可以裝下整個地球。試想如果有任何1個這樣的碎片落在地球上,人類或許已經不在地球上了。2013年春節,1顆小行星碎片撞擊俄羅斯小城車里雅賓斯克,造成1500人受傷,7200棟房屋受損。
除了小行星撞擊,還有超新星爆發、高能宇宙射線爆發、地球磁極反轉,這樣的事件也會危及地球上的生命。
500多年前,哥倫布發現了美洲大陸,500年之后他發現的新大陸已經成為全世界最發達的地區。這就像深空探索的價值所在,我們要在太陽系中發現新世界。
“新視野號”探測器首次飛到冥王星,發現冥王星展現給我們的第一眼居然像一顆愛心。這顆望遠鏡中暗淡的小不點,成為了大眾喜聞樂道的“萌”王星。在太陽系中發現新大陸的意義,不亞于500年前發現新大陸的意義。
半個世紀前的1969年,人類第1次登陸了月球,這對航天員來說只是邁出了一小步,但對人類而言,卻是能力提升的一大步。未來,我們將從地球出發,先登陸月球,在月球駐留;再登陸火星,在火星駐留。這幾年,我們在火星上發現了液態水,發現火星的地下有厚厚的冰層,大氣層曾經非常濃密,甚至曾經有可能孕育出生命,這給了我們新的希望。
人類將沿著探索火星、登陸火星、改造火星、火星移民的脈絡逐步推進。我認為,未來人類登陸火星不是夢想,電影《火星救援》的場景不是科幻,而是20年以后的現實。因為火星是整個太陽系中最像地球的行星。我們選擇去火星,不是因為火星比地球更美好,而是因為如果遇到滅頂之災,我們的后代要有一個避難所。火星探測的目標之一,是尋找另一個宜居星球,使人類能夠實現同時在2個星球上生存。
勇于探索的心永遠年輕,敢于挑戰的人永遠自信。太空探索是全人類共同的事業,這個事業需要夢想和激情。不管是美洲人、非洲人、澳大利亞人、阿拉伯人,都為人類探索太空的行為感到激動,它是全人類共同的主題。
如果中國在深空探索領域投入經費、作出貢獻,它的成果將修改全人類的教科書,拓展全人類的知識疆界,被全人類銘記。中國未來的科學技術進步會造福全人類。
在地球上,人類已經存在了10萬年,但文明的歷史才只有5000年,飛出地球和外界溝通信息才幾十年,如何在太陽系、在地球上繼續生存10萬年,這是人類面臨的重大命題。
我們的征途是星辰大海。