太空探索是無用功?遠離地球180億公里的飛行器傳回消息:危險

薛定諤的貓 2021/08/29 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

關於太空探索,有人十分癡迷,有人十分畏懼。有人認為付出都是值得的,也有人認為是在白白浪費資源。因為以人類現有的科技水準,登陸火星都還是極大的挑戰,更別說飛出太陽系外了,為什麼會這麼說呢?

沖出太陽系

將近半個世紀前,旅行者一號在大力神3號運載火箭的轟鳴聲中不斷升高,漸漸遠離卡納維拉爾角空軍基地,乃至離開母星地球。這是人類歷史上最偉大的事件之一,因為1977年是極為罕見的時期,太陽系中幾大行星呈幾何排列。意味著 旅行者號能夠通過這些行星的引力進行加速動作,用最少的燃料,一次性完成海王星、天王星、土星、木星的造訪工作

除了旅行者一號,還有姊妹探測器旅行者二號也在這個時期發射升空,選擇不同的飛行路線進行宇宙探索。

由於路線選擇不同,旅行者一號在探測了木星、土星後便往內太陽系外飛去,給太陽系行星拍下了第一張全家福。而旅行者二號則是相繼完成了木星、土星、天王星與海王星這四大巨行星的探測。即便是科技發達的今天,人類的太空探測歷史上,也只有旅行者二號近距離完成天王星和海王星的探測。

在完成太陽系的探測後,旅行者號便被賦予了更大的使命:沖出太陽系!

太陽系遠比人類想象中的要大

從1977年升空到2021年,旅行者一號已經在太空中飛行了大約230億公里。由於上世紀技術限制,設計在旅行者一號上的3塊核桃料電池預計只能維持到2025年。從2007年開始,旅行者一號便因為電量問題開始陸續將部分機器關閉,進入斷斷續續的休眠狀態。

這張圖片,是旅行者一號在60億公里外眺望母星時傳回的照片,匆匆一瞥,可能將是最後的告別。

而旅行者二號的狀況明顯要比旅行者一號要更好一些,時不時可以傳回一些消息,如今已飛到了180億公里外的地方。

那麼,旅行者一號和旅行者二號飛出太陽系了嗎?

目前,旅行者一號和旅行者二號都處在一個叫做「日球層頂」的位置。在人們的傳統觀念中,八大行星所在的范圍就是太陽系。如果按照這個說法,那麼旅行者號已經到達了這個范圍的邊界,隨時「沖出太陽系」。

但在實際上,太陽系的范圍可不僅僅是八大行星。在太陽系形成之初,大量散落的週期彗星被拋出了內太陽系,形成了名叫奧爾特雲的天體結構。奧爾特雲內的週期彗星雖然遠離太陽,但依然會圍繞著太陽,屬於太陽引力的作用地帶。

按照旅行者號17公里/秒的飛行速度,它們從日球層頂進入奧爾特雲大約還需要300個地球年。而想要衝出脫離奧爾特雲離開太陽系范圍,至少需要3萬年的左右的時間。 或許到那個時候,人類已經在浩瀚的宇宙中變成歷史。

人類,危險!

人類無法沖出太陽系,也絕不只是距離和時間的因素。或許在未來,人類可以在火星等行星獲取到改變現有科技的材料,將飛行速度進行數倍的提升。但這就意味著人類能夠征服太陽系了嗎?

旅行者二號在飛行至180億公里處時,傳回的資料顯示,它遭遇了一堵人類難以想象的巨大火牆。我們人類目前探索的材料,在5000度的環境中就會融化掉。 而旅行者二號遭遇的這道火牆,其溫度最高可以達到5萬攝氏度,是太陽表面溫度的9倍!

幸運的是,旅行者二號的旅行並不會因此而結束。 雖然火牆溫度極高,但其密度比較低,旅行者穿行火牆能接觸到的粒子非常少,並不會因此汽化。

除此之外,旅行者二號所攜帶的高能粒子探測器還發現,它已經到達了太陽風層頂。

所謂太陽風,就是太陽產生的超高速帶電粒子。這些粒子會朝著太陽系各個方向擴散,形成太陽風。我們在高緯度地區看到的極光,就是太陽風到達地球時,被地球磁場偏轉的太陽風。

太陽風會不斷的往外擴散,直到遭遇來自星際空間的高能輻射,形成一個「防護罩」,這個防護罩就是我們所稱的太陽風層頂。太陽風層頂和地球大氣臭氧的作用類似,其為內太陽系抵禦來自星際的輻射,如果沒有它,即便是擁有大氣臭氧的地球,遭遇的星際輻射也會提高70%左右。

在穿過太陽風層頂後,旅行者二號將會直面星際空間的輻射,那是我們人類遠遠無法承受的威脅。

此前,《科學進步》曾報導過因宇宙輻射而引起的太空事件。執行國際空間站科研任務的宇航員們,在回到地面後被檢測出因宇宙輻射引發的一系列病變,包括DNA突變、老年死於心臟相關問題、削弱免疫系統、損害大腦細胞等。

人類目前進行太空探索科研最有效的抗輻射手段是依賴飛船的金屬艙壁,但在遭遇大規模宇宙輻射時,高能粒子也會穿透艙壁傷害人類身體。而且隨著科技的發展,人類的艙外活動越來越頻繁,太空行走會讓人類脫離艙壁的保護。

已知應用到抗輻射的物質是Wlnad類物質,其是2017年NASA舉辦的itech競賽中選中的物質。但早在2016年,NASA已和該物質的科研團隊進行接觸。Wlnad是市面上常見的營養物質,由Wright Life(萊特-維健)生物企進行量化。即便是在國內京東等管道,也能看到Wlnad類物質的身影,其在中老年群體中極受歡迎。

《Cell》《Science》等學術頂刊上經常有關於Wlnad類物質的科研論文,其因説明老年人類將部分身體機能恢復到青春期水準,被人們評選為七大青春因數。Wlnad類物質被NASA選中,是因為Wlnad在實驗室中被發現,可以降低實驗小鼠受到輻射的傷害,並且在後期修繕因輻射受損的DNA。

但在實際應用中,Wlnad見效比較慢,無法滿足宇航員頻繁的太空活動。所以NASA開始嘗試用基因編輯來改造宇航員的身體。NASA的Twin Project項目實施者之一的克裡斯·梅森表示,他們如今已經進行人類的基因修改,從抗輻射能力極強的緩步生物(水熊等)提取DNA元素,創造出了名叫DSUP的基因。

Dsup被NASA永久地整合在人類基因組和一個新細胞系中,太空輻射模擬實驗表明,這種新細胞能降低80%的損傷。或許,人類真的能夠解決宇宙輻射對人體的威脅。

與母星告別

旅行者號上攜帶有記錄人類文明的金唱片:115幅各式照片、包括中國吳語的55種語言和包括中國古琴《流水》在內的90分鐘歌曲。

2020年10月30日,澳大利亞的DSS43天線向旅行者二號發出了最後的軌道修正命令。在34小時48分鐘後,地球收到了旅行者2號回復的指令:hello。這句回復,也是旅行者2號的深情告別。此地一為別,孤蓬萬里征,再見旅行者。

 

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