北京时间7月24日零时,NASA官方发布了一条重磅消息:他们发现了最接近地球的“孪生星球”——Kepler 452b。这是至今为止被发现的最接近地球的孪生星球,有可能拥有大气层和流动的水。一时间,舆论哗然,不管是不是科幻爱好者,在这一刻都不约而同地想到了同一个词:“太空移民”,甚至有人已经开始在畅想着那星球上的风景,会不会有另外一种智能生物,像人类一样生活在上面呢?
然而,科学家又说,这颗星球距离我们大概有1400光年,也就是说,即便是光,也要马不停蹄地走上1000多年才能到达,更别说我们人类这些落后的飞行器了。于是探索和移民都可以放一放了,以人类的短暂寿命想要在太空中有所作为,实在不是一件容易的事。事实上,就算不说远的,只从我们对近邻的探索来看,太空旅行也是个相当困难的任务。
近地航天旅行的障碍
最大的障碍用一个字概括,就是钱。
早在1969年,我们的宇航员就已经信誓旦旦地准备探索太阳系。尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林刚登上月球,人们正巳经梦想着登上火星及更远的行星。似乎我们就站在恒星的门槛处。人类正进入一个新时代。然后,美梦破灭了。
正如科幻小说家艾萨克·阿西莫夫曾写到的那样,我们触地得分了,拿起橄榄球,然后回家。如今,原来的“土星”助推火箭在博物馆里闲置着,或者在垃圾场上慢慢腐烂着。整个一代顶级火箭专家被解散。当年太空竞赛的冲劲也渐渐消散而去。今天,你只能在落满灰尘的历史文献中才能找到月球漫歩的资料了。
到底发生了什么事?太多了,这其中包含越南战争、水门事件等,都是客观上造成影响的重大事件。但是,追根究底,就是一个词“成本”。
有时候,我们会忘记一点:太空航行是昂贵的,非常昂贵。仅把一公斤重的东西送入近地轨道,就要花费高达20000美元。要到达月球,这个成本会上升到接近200000美元。要到达火星,数字则会暴涨至2000000万美元(大致相当于重量为成人体重两倍的钻石的价钱)。所以,即便是当年的美国和前苏联这样的超级大国,也不能连续数十年承受如此高昂的代价。
遗憾的是,要想完成一次太空航行,有一个不得不越过的硬指标,这是300多年前,牛顿已经写下的物理定律。根据万有引力定律,想要把物体送入近地轨道,你必须以7.9千米/秒(即第一宇宙速度)的速度发射它才行。而要把它送入外层空间并摆脱地球的引力场,你必须以11.2千米/秒(即第二宇宙速度)的速度推进。要想走得更远,逃离太阳系,飞行器甚至需要达到第三宇宙速度。考虑到每一个作用力,都有一个大小相等、方向相反的反作用力,这个力要从哪里来呢?只能让人类去想办法。因此,从牛顿定律到计算太空旅行的成本,只有简单的一步——没有哪一条工程法则或物理学定律会阻止我们探索太阳系,除了成本问题。
更遗憾的是,火箭有自己的重量,还必须携带自己的燃料,这直接导致重量还得往上增加。再加上太空中没有氧气,于是火箭还必须携带自己的氧气箱和氯气箱——这玩意看起来空空如也,实际一称的话,重量也不小。和这些东西相比,最重要的宇航员以及相关的科研设备,反而只是其中微不足道的一点重量了。
由此也可以看出,目前的载人航空技术的性价比实在太低,随着航行距离的延长,燃料相应增加,这一比例还要不断下降。想要前往1000多光年远的目标,不说寿命,光是暴涨的成本问题就让人无法承受。
所以,我们必须寻找新的方法。
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