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水星大历险

2017-03-31

发明与创新·中学生 2017年3期
关键词:太阳帆类地行星水星

在类地行星中,有一些备受关注,比如火星,还有一些较受冷落,比如水星。其实无论在现实中还是在科幻作品里,水星都自有它的特色。

毫无存在感的水星

2016年最重要的天文学发现之一就是天文学家们在半人马座α星系中找到了类地行星。这颗行星被命名为比邻星b,距地球只有4.24光年,比其他太阳系外的类地行星都要近得多,而且这颗类地行星只比地球稍重,上面可能有水。这一发现再次激发了人们对其他星球上可能存在生命形式的幻想。

迄今为止,科学家们已在太阳系外找到了众多类地行星。然而,目前还无法发射探测器去详细了解它们能否成为“新地球”,承载人类移居的希望。

其实,太阳系中就有类地行星,且更容易被改造,它们是水星、火星和金星。火星早就被我们关注,中国计划在2020年底发射火星探测器,对火星展开环绕勘探,美国则计划2030年左右将人类送到火星。金星离地球最近,人类对太阳系的空间探测首先从金星开始,目前发往金星或路过金星的各种探测器已经超过40个。但人类的探测器只有两个接近水星——距离太阳最近的水星,真是一点存在感都没有。

星际加油站

就在中国和美国不约而同地准备火星计划时,日本宇宙航空研究开发机构却把下一个探索目标瞄准了水星,并计划在2018年发射两个飞行器前往水星。飞行器将在2024年抵达水星,对水星的磁场和生命迹象等展开研究。

水星非常靠近太阳,常被笼罩在阳光之中,在地球上不容易看到它,古代中国称水星为晨星或昏星。水星上的太阳辐射非常强烈,中午地面温度能达到427℃,人要是此时站在水星上,几分钟之内就会被熔化。水星稀薄的大气层无法保存太阳光的热量,也无法调节水星赤道与两极区域之间的热量平衡,一到深夜,水星上的温度就会骤然降到-173℃。这样极端的气候不太适合生命存活。

但水星是太阳系中唯一拥有全球性磁场的类地行星。其磁场强度不到地球磁场强度的1%,而且北半球磁场几乎是南半球的三倍。尽管如此,行星磁场围绕在行星周围,将太阳高能粒子屏蔽于其外,使有害的太阳射线和其他宇宙射线不能长驱直入,这就为生命的出现和演化创造了条件。

水星不仅仅有磁场,还可能存在水。美国的“信使号”探测器发现,水星极地的永久阴暗区陨坑深处极有可能存在水冰。这些永久阴暗处不会被炽热的阳光晒烤,也不会遭受超低温的威胁。

水星还有一个最大的优势,那就是拥有充沛的太阳能。太阳能不仅可以给水星上的基地建设和生产提供能源,还能成为航天器的动力。在地球附近,800米宽的太阳帆将得到约5牛顿的光压力,到了水星,太阳帆只需400米宽就能得到相同的推力。

人类最终会在水星上建立定居点吗?虽然水星可能并不适合大规模移民,但作为星际旅行加油站还是很适合的。

谁更爱水星

大概是水星实在太难观测,人们对它也没有更多的幻想。在西方的科幻作品中,水星“露面”的机会不多。1984年,美国物理学家和科幻小说家罗伯特·福沃德在他的小说中提出了一种环绕水星的推进系统。这套系统是一个激光站,由1 000个激光器组成,每个激光器宽30千米。激光站將捕捉到的太阳能转换成总功率约为1 300太瓦的激光束,总量相当于地球获取的总太阳能量的1%,用以推动太阳帆航行。

擅长制造航天传奇的好莱坞也不太重视水星,他们仅在2000年制作了一部名为《水星计划》的电影,但电影讲的是17岁天才少年如何模拟火箭发射、提出水星空间计划、飞向太空救援即将毁灭的宇宙飞船,并没有太多内容与水星相关。

倒是中国的科幻小说作家创作了两部以水星为主角的科幻小说。一部是王晋康的中篇小说《水星播种》,另一部是凌晨的短篇小说《水星的黎明》。这些小说的出现,表明了中国人对遥远星系别样的幻想与憧憬。(据科技日报)

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