2012年最令人期待的科學探索

鄭棉

對于2012年，人類有太多的美好愿望與期待，其中包括科學探索領域的重大突破與進展。美國《連線》雜志網站近日展望了2012年最令人期待的6大科學探索，如火星科學實驗室登陸、探測南極冰下湖泊、研制合成生命等。

1.全球載人航天領域形成競爭新格局

載人航天工程是最令美國人驕傲和興奮的科技成果和實力體現，每一年都有值得紀念的周年慶典。不過，值得注意的是，在經歷了40多年的顛峰期后，美國載人航天工程似乎開始滑向低谷，甚至到了借用俄羅斯火箭升空的地步。隨著中國載人航天事業的崛起，美國人重新找到了競爭對手。2011年12月底，中國公布了最新的太空活動5年計劃，其中包括空間實驗室計劃，以及2020年登月計劃。在全球舞臺上，載人航天與國家地位和榮譽密切相關。2012年，就看誰將在這一領域率先取得重大突破。

2.火星科學實驗室登陸

今年8月份，火星科學實驗室即將登陸火星，人類通過遙控設備對火星探索的黃金時期仍將繼續。在過去10年中，“火星奧德賽”號、“火星漫游者”號、“火星勘測軌道器”“鳳凰”號火星車等一系列探測器令火星應接不暇。這一系列的火星任務表明了美國宇航局對太空遙控探索的實力。火星科學實驗室探索的重點將是蓋爾隕石坑，該隕石坑中含有粘土和硫酸鹽礦物質，這些似乎表明火星曾經潮濕的過去。樂觀地講，火星科學實驗室希望能夠挖掘出一些有機分子。左圖所示為2011年11月26日美國宇航局火星科學實驗室發射時的場景。

3.探測南極冰下湖泊

在過去數年間，許多國際科考隊曾經致力于鉆探南極數千米冰層下的遠古湖泊。一支由科學家和工程師組成的俄羅斯科考隊在經歷了20多年的鉆探，最終鉆透冰層抵達沃斯托克湖的水面。同時，其他科考隊也在其他湖泊上方努力著，如英國和美國正在分別致力于鉆透伊爾斯沃斯湖和維蘭斯湖。右圖所示為南極沃斯托克湖的位置。

4.全新深海潛艇下潛6 500米

自1964年起，許多重大深海科學發現都是由“阿爾文”號深海潛艇取得的。“阿爾文”號深海潛艇好像是一個可愛的鈦球體，可以將科學家們帶到海面以下數英里深的海底實施科考。屆時，新“阿爾文”號將擁有全新的浮力泡沫和鈦球體、更高級的相機系統以及更多的房間和更大的窗戶。經過第二輪升級后，新“阿爾文”號將可以潛入到水面之下6 500米深的海底。右圖所示為“阿爾文”號深海潛艇剖面圖。

5.研制合成生命

2010年，科學家克雷格·溫特等人宣稱，他們已經制造出首個“合成細菌細胞”。經過深入論證，人們發現這種合成細胞距離形成生命所必須的基本需求還差得很遠。從無到有地制造一個活細胞，這是一項巨大的挑戰。從原始湯到能夠活動的微生物需要太多的步驟，但全球很多的研究團隊仍在努力克服一道道障礙。最近，美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校和哈佛大學聯合研究團隊發現，簡單的非生命反應能夠產生膜狀容器，這是在生命持續反應與外部雜亂秩序之間建立阻隔的先決條件。無論如何，2012年將繼續看到這一領域的研究進展。右圖所示為溫特研制的合成生命。

6.探索系外行星

美國宇航局的“開普勒”任務正在改變著我們長期以來對宇宙的認識。去年，“Kepler-16b”成為首顆被發現環繞一顆雙子星軌道飛行的系外行星。之后，開普勒任務又發現了另外兩顆行星，不過這兩顆行星要么太熱，要么太大，無法成為地球的候選星球。再后來，“Kepler-22b”被發現，成為首顆熱量特征適宜液態水存在的類地行星。2012年，“開普勒”任務將可能繼續給人們帶來驚喜。右圖所示為“Kepler-22b”的概念構想圖。