太空探索面臨的挑戰
- 發佈時間:2016-03-12 00:26:23 來源:中國證券報 責任編輯:羅伯特
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起源於非洲的人類,面對蒼茫大海的阻隔,通過建造船隻等交通工具挑戰成功,最終將足跡踏遍全球各地。而在面對浩渺太空之時,人類所面臨的挑戰更為險峻,飛躍太空首先需投入更多人力物力擺脫地球引力的作用,並與當年人類通過尖端技術打造可以遠航的船隻類似,如今的人們更需投入更多的技術研發經費甚至是付出生命的代價來實現太空探索之旅。其間,還要面對諸多難以逾越的挑戰。
首當其衝的挑戰便是如何飛離地球。從某種程度上講,飛離地球類似離婚,當事人欲輕車簡從,迅速離開對方,但強大的幕後勢力往往迫使其難以如願。對於太空探索而言,地球引力的強勢尤甚。根據測算,若地球表面的任一物體想要離開地球自由飛行,則需斥資近2億美元通過火箭發射升空,且其飛行時速需超過2.5萬英里,這還未包括載人飛行器內工作人員的日常補給。為達成這一飛行速度,飛行器往往需採用異金屬合金等特殊材料製造,以減輕機體重量,同時還要配備更高效更強大的混合燃料以助推飛行器。基於此,可重復使用的飛行器因其省錢功效正成為太空探索的新潮流。美國太空探索技術公司目前所打造的獵鷹九號火箭設計方案正是以重復使用為目的。
此外,如何有效推進太空飛行器速度也是人類所面臨的巨大挑戰之一。眾所週知,物體品質越大,所需的推動力越大,而發射飛行器的火箭往往是龐然大物,雖然最初助推火箭的化學推進劑威力強大,但往往會在剎那間消耗殆盡。此後,飛行器或許要歷經數年的太空旅行,這就需要人們找到全新的方法獲得源源不斷的推動力,這也正是當前火箭專家們的科研攻關重點。
再有,太空垃圾正成為人類探索太空所繞不開的一道難題,充斥于太空的各類碎片往往會影響飛行器的正常運作。目前,專事太空碎片研究的美國太空碎片監測網站已在地球周邊觀測到至少1.7萬個時速超過1.75萬英里的碎片。據測算,每一碎片的大小都不亞於一個壘球,若再加上小于10釐米的碎片,則其總量接近50萬個。
另外,探索太空還事關導航工具難題。據了解,目前應用於太空的導航工具只有深空網路一家。如今,無論航空專家確定飛行器位置還是地球上的超精密原子時鐘確定網路信號到達飛行器的時長,均需依賴該導航工具。但隨著越來越多太空飛行器投入運作,這一太空導航網路已變得愈加擁擠不堪,甚至有些應接不暇。所以,近期美國太空總署正試圖減輕深空導航網路的定位負擔。未來,該導航工具專家有意設計出一套自主系統,該系統可收集目的物和周圍物體的圖像,並通過使用其相對位置為宇宙飛行器定位,從而無需地面控制。總之,太空導航專家們希望在太空打造一個像地球上的全球衛星定位系統(GPS)那樣的導航系統,以解決太空定位難題。(石璐)
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