NASA教你如何“摘”星星

Lily

夜空中，一顆小行星正靠近地球。此時(shí)，一架無人航天器展開環(huán)狀太陽能板，向小行星駛?cè)ァ２灰粫?huì)兒，正對(duì)小行星的無人航天器一端的艙蓋脫離，向外釋放出一張巨網(wǎng)，通過激光定位對(duì)準(zhǔn)小行星，將其籠罩其中。一顆小行星就這樣被地球安排的“捕捉器”收入囊中。隨后，無人航天器通過變軌將小行星帶到指定地點(diǎn)。

得知無人航天器已成功捕獲小行星后，地面指揮中心將載有宇航員的航天器發(fā)射升空，在預(yù)計(jì)軌道與無人航天器會(huì)合。之后，兩個(gè)航天器進(jìn)行對(duì)接，宇航員們出艙對(duì)捕獲的小行星進(jìn)行拍照、采樣等科學(xué)研究。成功采集相關(guān)樣本后，宇航員們帶著小行星樣品返回太空艙。

這一系列場景不久前出現(xiàn)在美國宇航局（NASA）主頁的一個(gè)模擬動(dòng)畫中。用無人航天器“捕捉”星星，聽起來像是“天方夜譚”，但它確實(shí)是美國宇航局準(zhǔn)備付諸實(shí)踐的計(jì)劃。

計(jì)劃起源

捕捉小行星的計(jì)劃基于加州理工學(xué)院凱克研究所于2012年4月發(fā)布的一篇題為“小行星捕獲可行性研究”報(bào)告。該報(bào)告稱，人類可通過機(jī)械設(shè)備捕獲一顆重約500噸、直徑約7.6米的近地小行星，并將其拖拽到繞月軌道，整個(gè)任務(wù)耗資預(yù)計(jì)26億美元左右。在近月軌道放置一顆近地小行星，將為人類探索太空提供一種全新的獨(dú)特體驗(yàn)，倘若成功，對(duì)人類天文航天事業(yè)將產(chǎn)生重大意義。

報(bào)告指出，此項(xiàng)任務(wù)的目標(biāo)應(yīng)是一顆含有水和其他揮發(fā)物質(zhì)的碳質(zhì)小行星。捕獲、拖拽，然后載人探測，這一系列過程將為人類登陸其他近地小行星及載人探訪小行星提供直接經(jīng)驗(yàn)。

美國宇航局研究人員指出，開發(fā)小行星的想法早在100多年前就已經(jīng)提出，只不過直到現(xiàn)在相應(yīng)的技術(shù)才成熟。

計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn)

論及捕獲小行星計(jì)劃的風(fēng)險(xiǎn)，加州理工學(xué)院凱克研究所項(xiàng)目成員保羅·蒂莫塔基斯表示，捕獲整顆小行星，然后將其拖拽到月球附近的計(jì)劃可謂史無前例，必將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。例如，目標(biāo)小行星會(huì)自轉(zhuǎn)，無人航天器將其捕獲后，應(yīng)使其停止轉(zhuǎn)動(dòng)，然后才談得上成功拖拽。

蒂莫塔基斯指出，科學(xué)家將通過推進(jìn)器提供反作用力的方式，對(duì)目標(biāo)小行星實(shí)施“停轉(zhuǎn)”。

此外，將小行星捕獲后，無人航天器的質(zhì)量勢必增加，從而使推進(jìn)、導(dǎo)航等任務(wù)的難度增大。除精確導(dǎo)航外，科學(xué)家還必須對(duì)這顆小行星精挑細(xì)選，確保它即便在導(dǎo)航失靈的情況下撞向地球，也不會(huì)對(duì)人類造成危害。除以上幾點(diǎn)，盡快啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)小行星的搜索也至關(guān)重要，因?yàn)樵诤棋纳羁罩斜嬲J(rèn)出一顆直徑7米多的小行星并非易事。

對(duì)于此項(xiàng)史無前例的計(jì)劃，美國宇航局局長博爾登滿懷憧憬：“捕獲小行星意味著人類能夠更好地保護(hù)自己的家園。”

不過，一些美國媒體對(duì)該項(xiàng)計(jì)劃表示擔(dān)憂：雖然總統(tǒng)奧巴馬已將捕獲小行星的計(jì)劃列入財(cái)政預(yù)算，但這只是整個(gè)項(xiàng)目啟動(dòng)的一個(gè)符號(hào)。當(dāng)前，全球經(jīng)濟(jì)形勢讓奧巴馬政府不得不慎重考慮財(cái)政支出的重點(diǎn)。如果隨后的資金鏈斷裂，人類首次捕捉天體的行動(dòng)仍然只會(huì)停留在夢想階段。

計(jì)劃揭秘

美國宇航局公布的有關(guān)捕獲小行星計(jì)劃的資料顯示，該局將在一枚“阿特拉斯5”火箭上加裝一個(gè)無人航天器來捕捉小行星。

該航天器同火箭分離后，會(huì)張開兩個(gè)太陽能板，此時(shí)整個(gè)無人航天器寬35.7米。一旦靠近目標(biāo)小行星，該航天器就會(huì)釋放出一個(gè)直徑約15.2米的網(wǎng)袋，利用束帶包裹住這塊旋轉(zhuǎn)著的小行星。此后，火箭將使用約300公斤燃料開啟助推器，將小行星推離原有軌道，帶入近月軌道，整個(gè)過程耗時(shí)約2.2年。

按照美國宇航局的設(shè)想，未來進(jìn)行太空探索的宇航員可以把這顆小行星當(dāng)成中轉(zhuǎn)站。

經(jīng)科研分析，若要成功捕獲小行星，需要滿足三個(gè)條件：首先要能找到一個(gè)滿足重量、大小等條件的近地小行星。最理想的目標(biāo)是一顆中等大小（直徑7米左右、重約500噸）的小行星。與此同時(shí)，該小行星上需要有100噸水、90噸金屬和200噸硅酸鹽。其次，要準(zhǔn)備一套足夠強(qiáng)大的太陽能電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)，以便將小行星帶離原有軌道。最后，要能在2020年安排相關(guān)人員對(duì)這顆小行星進(jìn)行勘探和開采。

對(duì)于實(shí)施這項(xiàng)計(jì)劃的目的，參議員比爾·尼爾森表示：“捕獲小行星的計(jì)劃只是大型項(xiàng)目的一部分，我們希望能夠通過將采集小行星礦石與進(jìn)行科研相結(jié)合，為人類前往火星開辟一條道路。”

也有媒體猜測，美國希望通過捕獲小行星的計(jì)劃為國際空間合作創(chuàng)造新的可能，并為新的技術(shù)工業(yè)提供可能。此外，這項(xiàng)計(jì)劃還能為保護(hù)地球做出貢獻(xiàn)：如果小行星撞擊地球，人類將有能力實(shí)施攔截。

不論出于何種目的，NASA的這項(xiàng)計(jì)劃都將表明，人類摘取天上的星星已不再是幻想。

鏈接：

NASA科技飛入尋常百姓家

凈化地下水：NASA曾開發(fā)過一套名為零價(jià)鐵乳化（簡稱EZVI）的方案，用于解決美國的工業(yè)污染。該方案可以中和排入土壤中的化學(xué)毒素，而且全過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物只有一種無毒的烴，這種烴會(huì)滲入地下水而消失無蹤。

除油細(xì)菌：Micro-Bac International公司曾通過與NASA簽訂合同研制出一種細(xì)菌，這種細(xì)菌的工作原理在于破壞油中的特定組成部分，可用于對(duì)環(huán)境污染物的處置。

納米技術(shù)發(fā)型產(chǎn)品：NASA曾研究過陶瓷涂層對(duì)癌癥藥物的作用，這項(xiàng)研究啟發(fā)了Farouk Systems公司創(chuàng)始人法羅可·沙米將此項(xiàng)技術(shù)用在他的燙發(fā)產(chǎn)品中。沙米發(fā)現(xiàn)，使用陶瓷涂層技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品在加熱時(shí)會(huì)釋放陰離子，而陰離子已被證明對(duì)卷發(fā)大有益處。