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美国计划实现人类登陆近地小行星(组图)
腾讯科技讯 据国外媒体报道,美国载人去探测小行星的新计划听起来似乎难以相信,但一项新研究表明它将很快成为可能,且比发射无人探测器更为有效。
到现在,我们进入21世纪才刚刚8年,美国宇航局实现的最壮观的载人任务是正在建设的国际空间站,它在地球上空仅仅338公里。美国宇航局目前最大的人类飞行计划是重返月球,而宇航员、太空迷和普通民众则渴望太空旅行。然而,美国宇航局更加刺激、大胆的新想法是让宇航员登陆到以每秒24公里速度穿越太空的小行星上。这个大胆的探测任务,美国宇航局多名科学家组成的专家小组近日通过研究认为,根据人类现有的科技水平,人类有能力把宇航员送往近地小行星,并进行科学探测活动。如果一切顺利,表明此探测任务很快就会产生更多的激动人心。
登陆小行星有三大理http://img1.qq.com/weather/pics/5619/5619723.gif由
这并不是我们首次去往小行星。多年来,科学家已经让不载人的探测器去访问了多次。一个世纪前,433 Eros成了人类知道的首个近地小行星。2000年,美国宇航局的尼尔-舒梅克(NEAR Shoemaker)飞船到达了433 Eros。5年后,日本的隼鸟(Hayabusa)探测器成功着陆在距地球2.88亿公里的小行星“系川”(Itokawa)上。
不过,无载人探测器有它们的局限性。尼尔-舒梅克和隼鸟探测器收集了很多数据和图片,但我们还是不知道它们到过的小行星的内部结构和具体组成。然而,人类做事效果更好,且比机器人更能实时适应环境。小行星探测计划负责人、美国宇航局詹森太空中心的工程师罗布·兰迪斯说:“宇航员可以在瞬间做出决定。”去往小行星的人员比机器人更加聪明,能轻易操纵科学仪器,收集样本,对准最大价值的地区下手。“毫无疑问,载人任务能比我们先前更好地描绘小行星,”美国行星协会项目主管布鲁斯·贝特说。因此,人类登陆小行星的收获会更大,会更加了解小行星的结构和组成,这是人类登陆小行星的原因之一。
登陆小行星的另一个原因是,因为大多数小行星与地球有一个安全距离,但它们的碰撞会产生碎片,会直奔地球而来。比如,跨度270米的99942 Apophis小行星,到2029年,就会在地球上空大约24000英里(合38616公里)处的轨道上经过,到2036年就会直接撞击地球。因此,我们必须要弄清小行星的特征,
如果我们有任何办法可以偏转小行星的轨道,我们就会比现在更加了解它们。我们先得马上知道它们是由什么组成的?Hayabusa测量表明,Itokawa体积40%是真空的。如果一些小行星真的是这种多孔质地,这将是任何破坏或偏转近地天体计划的有益信息。
登陆小行星的第三个原因是,它们可能有漂浮的金矿等自然资源。初步观察表明,一些小行星富含有用的金属,还有更好的冰冻水,这是太空旅行者希望发现的最有价值的资源。如果能从小行星中提取出水来,这些水不仅能用来喝,还可以分解成氧和氢,前者用来呼吸,后者用作火箭燃料。“这可能是去往火星的最终办法,”兰迪斯说。
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目标是偏转致命小行星运行轨道
40年前,诺斯罗普·格鲁曼公司的一位科学家提议使用月球火箭前往小行星。在某些方面,美国最新的计划是类似的,也依靠探测月球的飞船来探测小行星。虽然硬件类似,但小行星任务与月球旅行大为不同。确实,小行星任务有一个更加明显的优势:宇航员目的地上可以忽略的重力将使他们回家所需的燃料更少。
然而,由于缺乏重力,意味着首个到达小行星的人将不能人为地迈开一大步,也不能开动沙丘车。“你得背上背包,飞来飞去,”探月飞船阿波罗9号宇航员鲁斯特·史维加特说,他的目标是到2015年,实现人为控制地大大地改变小行星的运行轨道。宇航员可能在太空船里通过远程遥控仪器来探测小行星,也可能用钢钩将他们的飞船锚定在小行星表面上,然后围绕飞船活动。
最大的后勤障碍是棘手的偏航距离
宇航员需要数天旅行384318公里才能到达月球,可是得要一个多月走上7240万公里才能到达任一有兴趣的小行星。二三个宇航员将住在他们小小的住处,一住就是几个月。心理实验和历史先例表明,这种隔绝与厌倦会在精神上击溃一个原本健全的人。美国宇航局还得找到办法让探测小行星的人员不能丧失意志,并让工程师想办法来保护宇航员免受地球磁场外强烈的宇宙辐射。最不吉利的是,如果有人在小行星的太空旅行中稍微走错了一点,几乎是没有幸存的机会。
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目的地还没确定
我们要去往哪一个小行星?“我们得去往一个具有类似地球轨道的小行星,”美国宇航局太空生物学学会资深科学家大卫·莫里森说,“这样的小行星不多,因此我们得非常依赖新的观察来找到它们。”理想的目标小行星直径将至少有200米,旋转很慢,要10个或以上小时才转一圈,且还 将是将要靠近地球的。科学家猜测大约有1000个小行星能达到这些标准,但我们还得去找到它们才行。
从地球到近地小行星的飞行之旅,大致需要以下几个步骤:
第一步:发射升空阶段
使用阿瑞斯1火箭把宇航员及其所乘坐的猎户座飞船送入预定轨道,90分钟后,猎户座飞船到达地球出发站(EDS)同轨道。
第二步:猎户座飞船与地球出发站(EDS)对接
猎户座飞船一开始围绕地球飞行,像航天飞机与国际空间站对接一样,猎户座飞船与地球出发站(EDS)对接。在此加油之后,发动机点火把太空舱送入小行星轨道。太空舱一开始围绕小行星轨道飞行,直到到达小行星的预定着陆点。
第三步:着陆阶段
到达着陆点后,飞船会在着陆点上空盘旋,和小行星比试旋转速度,并调整速度以适应小行星的自转。如果主陆点的表面是坚固的,飞船会向着陆点周围喷射火焰,使飞船能进入表面一定距离,以此来稳定飞船。如果主陆点的表面是松散的,就像船只一样抛锚来固定飞船。固定飞船之后,宇航员就可以走出太空舱,进行科学家考察,安装科学仪器,收集小行星样本。(辛普森)