让小行星充当航天基地

李有观

将机器人发射上太空，抓住一颗小行星，然后把它带回地球轨道。这听起来是一个相当疯狂的计划，但是美国加州理工学院的科学家和工程师在2011年10月对此进行了非常认真的讨论。在这次为期4天的研讨会上，各位专家研究了捕捉近地小行星至地球轨道，让其在未来充当载人航天飞行任务的基地的可行性以及必要的条件。科学家设想的这一计划并不是遥不可及的，按照目前人类所拥有的科学技术，应该能够在10年之内变为现实。

机器人探测器可以采用许多种方法捕捉小行星。如果小行星主要是由镍铁构成，可以使用磁铁；如果小行星主要是由岩石构成，可以使用鱼叉或专用爪，然后利用太阳能动力将小行星推动起来。对于体积比较大的小行星，也可以利用一艘大型的宇宙飞船将小行星拉离原有的轨道，向着地球的方向前进。

“这是一个完全可行的想法。”美国航空航天局喷气推进实验室的工程师约翰·布罗菲说。他参与组织了这次研讨会。

事实上，此类想法多年来一直是美国航空航天局所实施的诸多地球防御计划中的一部分。它们的主要研究对象就是那些可能会对地球构成威胁的星体，不过目前还没有发现什么潜在的目标。根据美国航空航天局的估计，在距离地球约4500万千米的范围内，一共存在着约19 500颗至少有100米宽、利用望远镜足以观测到的小行星。虽然对天体进行重新布局这一做法多少有些过分，但是这一行动也有其优点。奥巴马政府已计划把宇航员送到近地小行星上，他们需要在一个微型航天器里待上3个-6个月，同时还要面临深太空航程可能遇到的所有风险。相对来说，使用机器人不仅能够近距离接触小行星，而且只需1个月的时间就能抵达目的地。

可以把小行星停在地球和太阳的引力平衡点（即所谓的“拉格朗日点”）上，成为人类探索外太空的一个固定基地。这一工程具有许多优点，其中之一是：从地球向太空发射物体需要大量的电力、燃料和资金来使发射物摆脱地球的引力，而利用小行星上开采的资源，则能够非常容易地在太阳系中穿行。

“许多小行星能够为人类探索外太空提供不少帮助。比如行星上的金属元素（例如铁）可以用来建造空间基地；有些行星上含有大量的水，不仅能够用于维持生命，而且可以将其分解成氢气和氧气，用于制作燃料；同时，宇宙飞船船体周围的小行星风化层能够屏蔽来自深太空的射线辐射，从而保证飞船能够更为安全地前往其他行星；小行星也可能成为人类在月球上建设营地的补给站之一，为基地提供足够多的资源，从而使人类对太阳系进行更加深入的探索。”行星协会的创始人之一、加州理工学院研讨会的另一个组织者、工程师路易斯·弗里德曼说。此外，小行星上还有许多潜在的矿产资源，可以开采后带回地球。即使是一个体积比较小的小行星，其含有的金属都可能是人类历史上所开采的全部金属量的30倍左右，估计价值70万亿美元。另外，天文学家也有机会对太阳系的早期星体进行近距离的观察和研究，从而获得一些重要的科学数据。

虽然这一计划在技术上是可行的，但是要移动小行星并不是一件容易的事，因为小行星的重量基本上都在百万吨以上。大多数的小行星是不规则的岩石块，它们沿着不规则的轴进行无序的自转，这要求工程师能够对这个具有巨大潜在危险的“大家伙”进行绝对的控制。行星协会的工程师马尔科·坦塔蒂尼说：“这和行星防御完全相反，如果做错了某件事情，那么可能会酿成另一起‘通古斯事件。”他提到的“通古斯事件”是一起于1908年发生在俄罗斯地区的由流星或彗星引起的巨大爆炸事件。当然，根据计划，任何一颗被带回地球的小行星都会足够小，以避免发生类似悲剧。

尽管如此，对于那些喜欢克服各种潜在困难的工程师来说，这些问题都有可能被一一解决掉。工程师路易斯·弗里德曼说，小行星移动计划将有助于展示人类在外太空中建设空间基地的能力。例如，该计划将告诉工程师怎样去捕获一个不合作的目标，而这对于未来的行星防御来说是一种非常好的前期实践。如果捕获一颗比较大的小行星的任务过于艰巨，研究人员可以首先以那些体积较小的行星（例如直径为2米～9米）为目标，然后随着工程师各项技术的提高，再处理大一些的小行星。

2010年，工程师约翰·布罗菲曾帮助美国航空航天局喷气推进实验室进行过一项有关的研究，探讨了将一颗宽约2米、重约10吨的小行星带到国际空间站的可行性。这项任务将能够帮助宇航员和工程师，使他们学会如何在太空中处理小行星上的有关材料和矿石。喷气推进实验室的研究表明，机器人使用一些简单的工具（例如用凯夫拉纤维制成的大袋子）就能够捕获到小行星，并将其带到空间站或放置在“拉格朗日点”处。当然，这样的小物体不会对大型目的地产生什么大的影响。美国航空航天局兰利研究中心的工程师丹·马扎内克说：“美国航空航天局并不想去那些比自己的宇宙飞船还要小的地方。”

不论捕获体积大还是小的小行星，实施这些计划都需要巨大的投资。据估计，即使捕获一颗很小的小行星也需要至少10亿美元；而对于那些大一些的小行星来说，可能需要上百亿美元。因此，怎样去说服纳税人通过这些方案，将是一件非常棘手的事情。考虑到任何一颗小行星上都会存在一些可以利用的资源，民营企业可能会有兴趣参与到该计划中来。一个可能的方案是：首先完成计划的第一部分——把小行星推到近地轨道上，然后通过商业竞价让胜出的开发商登陆小行星进行有关的开采。

虽然这一科研计划已经足以使人兴奋，但这并不是专家的最终目的。单纯地判断那些小行星被带回地球轨道后所产生的价值是不够的，因为小行星还有助于人类对太阳系进行更深入的探索。美国航空航天局戈达德太空中心的化学家约瑟夫·纳斯说，利用无人驾驶的机器人进行的任何一项太空探索活动都比较省钱。约翰·布罗菲说：“最终，我们将实现这样一个目标：帮助人类前往太阳系的其他地方。”

虽然专家还没有就该计划所有的细节达成一致意见，但他们会在以后的研讨中对有关细节及规范进行商定，并有可能获得美国航空航天局的支持。最后，许多人一致认为，把一颗小行星带回地球轨道，将有助于创建一个能够重复使用的载人航天飞行基地，同时为人类在未来探索深太空提供宝贵的经验。

最近，美国航空航天局的科学家宣布，正在筹划捕捉一颗500吨的小行星并重新部署它，把它变成一个空间站，为宇航员前往火星提供一些帮助。

美国白宫科学技术政策办公室制订了今后10年的太空探索安排，如果该计划得到批准，它将成为有史以来第一个被人类移动的天体。在美国航空航天局和加州理工学院准备的一份可行性报告里，科学家概述了他们将如何捕捉小行星。一个“小行星捕获太空舱”将被拴在一枚旧“阿特拉斯5”火箭上，用来引导位于地球和月球之间的小行星。随后这个飞行嚣会开启推进器。利用大约300千克推进物阻止目标小行星前进，并把它拖到一处引力平衡点。太空探险家将把它作为一个飞往太空更深处的固定基地。

1999 RQ36是来自太阳系早期的一颗最容易接近的有机物丰富的小行星，它的平均直径大约是490米。事实上，这颗小行星富含碳，这是生命必不可少的有机分子的重要组成成分。也就是说，它能够解释更多与地球生命组成有关的问题。

美国航空航天局已经邀请世界各地的学者为1999 RQ36起个更好的名字。一个专门小组将会重审被提议的小行星名字，国际天文联合会下属的小天体命名委员会将批准最终被选中的名字。亚利桑纳大学该任务的主要研究人员但丁·劳雷塔说：“我们的任务将会把主要精力放在这颗小行星上超过10年。我们希望拥有一个比反复进行的载人任务更容易念的名字，并希望该任务有助于为将来的太空之旅积累经验。”一旦进行任何更远的太空探险。宇航员很有可能会穿新太空服。新太空服的设计与巴兹光年穿的太空服类似，它的后面将会有一个进入口，这让它比以前的太空服更方便穿着。