人类空间探测的现状与未来（下）_人类探测最深

　　继续开展太阳系的行星际探测 　　 　　迄今为止，人类已经探测了太阳系中除冥王星外的所有大行星，加深了对地球、太阳系以及整个宇宙的认识。在行星探测中，探测最多的是火星和金星这两个地球的近邻，而又以火星为重点。上个世纪９０年代以来发射的“麦哲伦”号金星探测器、“伽利略”号木星探测器和“火星全球勘测者”、“火星探路者”探测器，是最为引人注目的行星探测活动。
　　１９９７年１０月１５日，以美国航空航天局和欧洲空间局为主研制的“卡西尼”号土星探测器的升空，标志着这项技术最复杂、耗资巨大的太空探测计划已经启动。在茫茫的太空中，“卡西尼”号将进行长达７年的太空飞行，于２００４年７月到达土星。
　　２０世纪７０年代末和８０年代初，“先驱者”１１号、“旅行者”１号和２号等探测器已为人类近距离观测这颗神秘的天体提供了绝佳的机会。在已发现并命名的１８颗土星的卫星中，其中有８颗是７０年代以来“先驱者号”和“旅行者号”探测器发现的。
　　在太阳系九大行星中，土星是从太阳向外数的第六个大行星，其大小和质量仅次于木星，直径和质量分别是地球的９倍和９５倍。土星与太阳的距离是地球与太阳距离的１０倍。如果说太阳光照到地球上要走８分钟，那么，照到土星上则需要约８０分钟。土星在赤道自转一周是１０小时１４分钟。其构成中间是岩石，外层是液体和气体。冰晶态微粒组成的闪亮的土星环环绕在星体的赤道附近。目前已知土星有１８颗卫星，是太阳系中卫星最多的行星，其中最著名也是最大的卫星就是称为“泰坦”的土卫六。
　　“卡西尼”的土星之旅，采用了复杂的“借力入轨”技术，即利用金星、地球和木星对它的巨大引力作用，获得多次加速，从而最终进入土星轨道。
　　“卡西尼”号升空后，先朝金星飞去，两次飞经金星后，于１９９９年夏天从地球掠过，２００１年１月到达木星附近。从那里，它已经获得了最后一次加速，义无返顾地向着土星飞去，将于２００４年７月飞临土星。它先随土卫六“泰坦”绕土星飞行７４圈，再于当年１１月６日释放出”惠更斯”号着陆器。“惠更斯”号将在土卫六的大气层中飘泊２２天，通过“卡西尼”号向地球传送回一大批图片和数据资料后，再降落到土卫六表面进行探测活动。科学家希望它能像预期的那样向地球发回５０万张图像。对土卫六的研究是“卡西尼”号此次飞行最重要的使命，因为科学家认为，土卫六表面的条件与４５亿年前的地球极为相似。
　　当对土星和土卫六进行深入研究后，燃料耗尽的“卡西尼”号将同携带的一张有８１个国家６０万人签名的光盘一同坠入土星或土卫六，送去地球人对外星生命的呼唤和思念。
　　美国航空航天局计划下一步将使用降落装置在土星星体上直接探测，并把收集到的样品等实物运回地面，进行研究分析。
　　在新世纪，人类还将通过“冥王星特快”小型探测器，完成对太阳系中最后一颗未被探测的行星的全面探测，实现太阳系９大行星探测的“大满贯”。人类还将“光临”在很多特性方面与地球十分相似的红色星球――火星。美国计划在今后大约每２６个月左右一次的发射窗口发射一颗火星探测器，２００５年发射可返回地球的无人采样火星探测器。该飞船飞临火星表面并进行探测活动后，将利用再生能源返回地球。美国、欧洲和俄罗斯等国家和一些国际空间组织制定了中长远计划，设想在本世纪３０年代实现火星载人飞行，建立火星基地，并在火星表面建立台站网，进一步探测火星生命和环境，研究火星大气和水消失的过程。通过对火星环境的探测，有助于研究地球演化的过程和人类如何保护自己的家园。
　　
　　造访彗星和小行星
　　
　　今天，当科技迅猛发展的时代已经来临的时候，地球人不仅能够到另一个星球去考察，而且还能从瞬间即逝的小行星和彗星身上“寻宝”，一些国家已着手拟定未来１５年的实施计划。
　　科学家一直认为，彗星中存在着太阳系形成过程中留下的物质，因此引起不少国家对研究彗星的兴趣。１９８６年，英国的空间探测器拍摄到了较为清晰的哈雷彗星照片。照片显示，彗星是太阳系形成的“残留物”，彗星中包含着尘埃、水结成的冰、冰冻的二氧化碳和甲烷。
　　坦佩尔１号彗星是１９世纪德国天文学家坦佩尔发现的，它是一颗短周期彗星。据美国航空航天局披露，他们已经制定了２０１０年从该彗星上取回第一批彗星物质的计划。据报道，美国将于２００３年４月发射“深空”４号探测器，２００５年１２月进入坦佩尔１号彗星低轨道，然后进行为期１４０天的考察，其间还要绘制该彗核的图形。“深空”４号将发射一个取名为“钱波利昂”的着陆器，这将是人类第一次通过仪器接触到彗星。因此，彗星着陆器要准备应付彗星表面的任何情况。如果彗星表面松软的话，“钱波利昂”着陆器将发射出一个像鱼叉一样的锚，使自己与彗星连接起来。着陆器接着采集标本，并进行科学测量活动。在完成使命后，着陆器起飞，与“深空”４号探测器汇合后返回地球。
　　欧洲空间局计划将于２０１２年派“罗泽塔”号着陆器到达彗星。日本打算在２００６年从“涅柔斯”小行星取回标本，然后再实施从彗星取回标本的计划。
　　
　　向着太阳系以外的宇宙深处挺进
　　
　　迄为止，人类发射的航天器大都是在太阳系以内航行，只有为数很少的航天器冲出了太阳系的束缚，飞行在日益遥远的寂寞航程中。在新世纪，人类在对太阳系几大行星以及彗星和其他小行星探测的同时，还将冲出太阳系，到广阔的宇宙空间进行星际探测、寻找外星生命的探索。
　　人类到太阳系以外广阔的宇宙空间航行，充满着巨大的困难。
　　首先，如何跨越宇宙尺度？根据爱因斯坦的相对论，我们知道在宇宙中光速最快，每秒达３０万公里，其它任何物体的运动速度只能无限接近光速，而不可能达到光速。银河系的直径达１０万光年，离银河系最近的仙女座星系，与我们相距２３０万光年。即使宇宙飞船以接近光速的速度飞行，仍然是无法进行远距离宇宙航行的。
　　其次，怎样获得高速、轻便、持久的动力？如果依靠目前使用化学燃料的运载火箭，即使它以每秒１６．７公里的第三宇宙速度始终不减速地航行，到达离我们最近的比邻星，也需要航行８～９万年的时间。同时，目前的运载火箭需要自身携带燃料，并且还不能达到自身在航行途中制造燃料的程度，用完后就失去动力。制造一次性装载更多燃料的飞船，显然是不可能的。所有问题的关键还是寻找理想的宇宙航行的能源。如核火箭、光子火箭、反物质火箭、激光动力飞船等，还只是停留在设想或研究阶段。
　　再者，怎样解决遥远距离的通信联络问题？离地球最近的可能拥有行星的恒星系人马座主星，距离我们就有４．３光年远，而这还只是与最近的恒星的联系。在宇宙航行中怎样解决飞船和地球的联系问题呢？
　　此外，对于博大的宇宙空间来讲，太阳系只是其中的一小部分，目前，人类对宇宙空间的认识还不多，仅凭人类掌握的宇宙知识，进行宇宙航行是远远不够的。
　　因此，现在来谈实现宇宙航行还显得为时过早。眼下，人类首要任务还是努力开展太阳系内的航行活动，集中精力搞清楚太阳系的奥秘，使人类的许多未知得到突破。如在空间站上建成自给自足的生物圈、有效地防止太空骨质疏松症、在太空中生产新材料、在月球和火星上解决水的问题、找到太阳系外的行星、证明冥王星上甲烷火山的存在、在天王星海洋里找到氨基酸、在彗星冰块中寻找到超新星碎片、探索到爆发星系中的高能能源，找到适合宇宙航行的能源，进行宇宙航行的技术探讨等等。
　　
　　寻找地外文明
　　
　　２１世纪人类行星际探测还有一项重要使命，就是寻找地球以外的智能生物，也就是“外星人”。
　　自２０世纪５０年代以来，人类相继实施了“奥兹玛”计划、“米塔”计划、“寻找外层空间智慧生物计划”等计划，几乎用尽了所有能运用的先进手段，大规模地来搜索监测“外星人”，结果连任何反应也没有。于是，人类开始向“外星人”发信息，让“外星人”找我们。
　　１９７４年１１月１６日１３时３０分，在阿雷西博巨型射电天文望远镜落成典礼上，主持者别出心裁地向外星人拍发了一封电报，电文由１６７９个字的二进制数码组成，介绍了地球和地球人类的主要情况。主要发送方向是距地球２５０００光年的武仙座梅西尔１３号星团。然而，即便那里真的有“外星人”存在，而且“外星人”收到电报后能够看懂并且立即回电的话，人类也要在５万年后才能收到。
　　１９７２年１２月３日和１９７３年４月美国发射的“先驱者”１０号和１１号探测器上，都携带了一张地球人类的“名片”。这张“名片”是镀金的，上边刻满了各种图案，图的上部为氢原子符号，右部为一对男女裸体人像，人像背面是按比例绘制的航天器外形，表明了人体的高度 、太阳和９大行星组成的太阳系以及飞船的飞行途径、地球的位置等等。这张“名片”可以在太空中保留几万年之久。“先驱者”１０号于１９８３年６月脱离太阳系后，继续向宇宙深空飞去。
　　１９７７年８月和９月发射的“旅行者”１号和２号探测器各自携带了有关地球人类的声音制品――“地球之声”特制声像片，作为地球人类送给外星人的礼物。这张声像片直径３０．５厘米，由镀金的铜版制成。“旅行者”１号和２号在探测了木星、土星、天王星和海王星后，分别于１９８８年１１月和１９８９年１０月越过冥王星轨道，飞出太阳系，向更广阔的宇宙深处飞去。这张声像片上有表现人类起源和文明发展、介绍太阳系的概况和在银河系中的位置、地球的面貌、社会状况、社会发展等信息的图片；有用世界上多种语言，其中包括中国的普通话、粤语、厦门话和江浙话带给“外星人”的问候语；有风声、雨声、各种虫鸟兽、火箭发射、婴儿啼哭等声音；有包括贝多芬、巴赫和中国的“高山流水”等名曲在内的多种乐曲；还有表现中国长城和中国人用餐的两张照片和中国的京剧和古琴演奏等。如遇到“外星人”他们可以通过唱片对地球和地球人类有一个基本的了解，并根据介绍的资料与地球人类取得联系。
　　科学家们估计，仅在银河系就有３０００亿颗恒星，其中很多恒星都可能有各自的行星，而这些行星中有一些可能也会像我们的地球一样适宜于高等生物的发展。
　　如今，在世界的许多地方，都架起了用来接收外星发来信号的装置，科学家们正日夜不停地搜索“外星人”的信号，这些工作会在新的世纪更加活跃。
　　人类曾经创造了２０世纪空间探测的辉煌，也期待着２１世纪空间探测的好戏连台。新世纪随着一个又一个探测器的升空，人类将不断发现宇宙空间未被认知的“新大陆”。（全文完）
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