太阳系行星能够捕捉巨大的行星,为什么不能捕捉人?

太阳系行星:人类聚焦的太空明星
“水手9号”探测器
火星基地想象图
近一段时间,关于行星的事情很热。
先是新视野号探测器飞掠冥王星,成为人类首颗造访冥王星的探测器。而这架探测器上还带有冥王星的发现者美国人克莱德·汤博的部分遗骸。接着又有发现“地球兄弟”的消息传来——在1400光年外发现宜居系外行星。
借着这股“行星热”,我们不妨来回顾一下,人类自古以来认识太阳系行星的过程。
古埃及人最早把行星奉为神明
今天我们所知的太阳系大行星共有八颗。除我们居住的地球外,其他七颗行星中,有五颗是凭肉眼就能进行观测的,人类自古以来就对它们进行了详尽的观察和记录。这五颗行星分别是水星、金星、火星、木星和土星。
人类观察和记录行星的历史,可以一直追溯到古埃及时期。古埃及人对神秘莫测的星空充满敬畏之情,对天文的记录和研究可谓不遗余力。古埃及人也是最早将行星视为神明,并为之命名的族群。
后来,古埃及人的天文知识影响到了古巴比伦人。结果,青出于蓝而胜于蓝,古巴比伦人在天文学方面的造诣更胜一筹。在当时,古巴比伦人已经能够通过折线函数这种较为复杂的数理方法,较为准确地推算出行星运行轨迹,编制预测行星位置的星历表。
古希腊人堪称是古代西方世界天文知识的集大成者,几乎所有杰出的希腊学者都在天文学领域有所涉猎。其中,对后世影响最为深远的就是托勒密的“地心学说”。这个学说的核心是把地球视为宇宙的中心,并以天文观测为依据构建出一套完整的宇宙模型。托勒密的学说后来被罗马帝国乃至此后的基督教世界接受为官方学说,统治了西方世界千年之久。
也是在罗马帝国时期,对于五大行星的名称也基本得以确定。水星被命名为墨丘利,这是古代罗马天神中信使的名字,常被画成脚生双翼的形象,象征他在送信时神行如飞。之所以给水星起这个名字,很可能是因为它在天空中移动得比其他行星都要快。火星被以战神之名命名为马尔斯,很可能是因为这颗行星表面上的红色,被看作是流血和战争的象征。事实上,火星上的红色是因为星球表面大量的氧化铁造成的。金星因其常在日出或日落时出现且格外明亮而被赋予了美神维纳斯之名。而木星则因为体量巨大而被冠以众生之王朱庇特之名。至于土星为什么会被用农业之神的名字命名,有多种说法,但很可能也与其颜色有关。
德国人赫歇尔发现天王星
1781年,德国天文学家赫歇尔在旅居英国期间,用他自制的一架望远镜观测天空时,在双子星座内看见一个小亮点。起初,他以为那是颗彗星,但仔细观察下来,它不像常见的彗星那样模糊不清。而这个小亮点每夜都会发生缓慢的位移,这让赫歇尔很快意识到他发现了已知的五大行星外,另一颗更遥远、绕太阳运转的行星,它超过当时所知最远的行星土星的距离很多。这便是近代以来人类发现的第一颗太阳系行星,后来被命名为“天王星”。
说到天王星名字的由来,还颇有一番周折。赫歇尔发现天王星后,把这颗行星称为“乔治·西达斯”,以表示对英国国王乔治三世的尊敬。但赫歇尔的英国同行们却似乎并不领情,直接称呼这颗新行星为“赫歇尔星”。最后,科学家们决定,按照自古以来西方对于太阳系行星命名的传统,根据古希腊-罗马诸神的名字为其命名。
那么,为什么最后决定叫“天王星”(Uranus)?原因也很简单。在地球轨道之外是火星(Mars),随后是木星(Jupiter),然后是土星(Saturn),而在希腊神话中,木星是火星的“父亲”,土星又是木星的“父亲”。因此,按照这个传统,这颗新行星理所当然应该用土星的“父亲” 乌拉诺斯来命名。
关于天王星还有一个鲜为人知的事实:早在1690年,一个叫弗兰姆斯蒂德的英国天文学家就曾经在望远镜中看到过它,只是因为观察得不够细致,以至于弗兰姆斯蒂德把它错当做了一颗亮度较低的恒星,并在星图上将其标为“金牛座34”。事实上,如果弗兰姆斯蒂德再多观察几个晚上,就会发现它的位置是在变化的。就这样,一位缺乏耐心的天文学家便与这个“世纪大发现”失之交臂了。
占星误事丢了脑袋
在世界另一头的东方,中国先民自古以来,也有着对天文的浓厚兴趣。对天文现象的系统记录的出现,不晚于夏商时期。而至晚于周代,中国人便已经形成了一套五星对五行的独特星象观,“五行星名”一直沿用至今。在长沙马王堆汉墓中出土的《五星占》一书中,将五星与五方、五行、五帝等作了严整的对应。在《史记·天官书》中,又将五星与季节对应起来,以木星主春,火星主夏,金星主秋(成语“金秋送爽”就源于此),水星主冬。至于土星,则被与“季夏”对应。“季夏”被认为是在夏秋之间。后来又有将每季的末尾十八日抽出的说法,四季共抽出七十二日,以之与土星对应。到了《汉书·天文志》中,又将五星与“五常”、“五事”等伦理问题对应。
事实上,无论是东方还是西方,人们之所以都对天文现象如此热衷,都是源于一个简单的信念。那就是相信,人世间和自然界的变化都与苍穹中的星象变化相关。而天空中恒星的位置变化非常缓慢,需要几百乃至上千年才能发现其位移。但行星的变化却要显著得多。因而,行星的变化便在古人的占星学体系中占据了重要地位。
可是,过于迷信占星,往往也容易误事。西汉末年,王莽篡汉,施政不力,天怒人怨。大将王涉与大司马董忠、“国师公”刘歆密谋,想要劫持王莽,向义军投降。本来时机已经成熟,但精通占星之术的刘歆却坚持认为要等太白星(金星)运行到相应的位置才可以动手。结果,谋事不秘,被人告发。王涉和刘歆自杀而亡,董忠被王莽杀害。
哥白尼、伽利略、牛顿接力探索
在经历了文艺复兴和宗教改革运动后,西欧各国在思想文化领域迈入近代。此时的欧洲人,尤其是天文学家们对太阳系行星的看法,已经有了根本性的变化。它们不再是神秘莫测的超自然力来源,而是可以被人类科学所认知的对象。
1543年,已经双目失明的哥白尼终于出版了他用毕生心血完成的《天体运行论》。在这本长达6卷的巨著里,哥白尼从根本上颠覆了前人对于宇宙的认识,他认为,是太阳而不是地球屹立在宇宙的中心(虽然后来人们正确地认识到,太阳只是太阳系的中心,而不是宇宙的中心),行星围绕着太阳运行。离太阳最近的是水星,其次是金星,再次是地球。月亮绕着地球运行,是地球的卫星。比地球离太阳远的行星,依次是火星、木星和土星。行星离太阳越远,运行的轨道就越大,周期就越长。在行星的轨道外面,是布满恒星的恒星天。
1609年,意大利物理学家、天文学家、“近代科学之父”伽利略,在前人研究的基础上制造出了第一台真正意义上的天文望远镜(又名“伽利略望远镜”),从而为人类观察和研究天体运行提供了最强有力的工具。而在伽利略的物理学和天文学研究的基础上,英国科学家艾萨克·牛顿在1687年发表了他最为著名的研究成果之一,即万有引力定律,为通过数学方法科学地计算行星运行轨道提供了可能。这两项科技成果,让人类对太阳系行星的探索驶上了快车道。
“算出来”的海王星与冥王星
天王星的发现,刺激了西方天文学家寻找新的太阳系行星的热情。天文学家们利用数学方法对天王星的运行轨道进行计算后发现,这个理论上的轨道数值与实际观察到的天王星运行轨道存在偏差。而根据牛顿的万有引力定律,天文学家们认为,在天王星之外,应该还有一个行星,它的引力造成了天王星轨道的偏差。
19世纪40年代,英、法两国的科学家分别通过计算的方法,给出了新行星可能出现的天区位置。1846年,两位德国天文学家伽勒和德雷斯特果然在那个预计的天区里发现了一颗新的行星。这颗蓝绿色行星被以罗马神话中的海神之名,命名为海王星(Neptunian)。发现海王星,其意义不止于发现了一颗新的太阳系行星,而且有力地证明了万有引力定律的科学性,从而打开了天体物理学研究的一扇大门。
与海王星的发现过程类似,曾经被作为“第九行星”的冥王星,也是一颗首先在笔尖上被发现的行星。只是时间要晚很多。1894年,美国天文学家洛威尔在亚利桑那州建造了一座以他的名字命名的洛威尔天文台。建造这座天文台最重要的目标之一,就是为了寻找洛威尔通过计算发现的“第九行星”。然而,在他的有生之年却未能找到这颗行星。寻找“第九行星”的重任,落到了他的得意弟子汤博身上。
农家子弟出身的汤博有一股朴实无华的韧性。从1916年开始,汤博使用带有照相功能的天文望远镜,在不同的夜晚对天穹上一个特定的区域进行了持续不断的探索,终于在日捕捉到了冥王星的踪迹。
当冥王星被发现后,如何命名又成了舆论关注的焦点。一位年仅11岁的英国小女孩贝妮认为,这颗新的行星距离太阳如此遥远,它所获得的太阳光照必然很微弱,应该用冥界之王普鲁托(Pluto)的名字来命名。
后来,天文学家们在冥王星附近发现了更多与冥王星质量与运行轨道相近的星体。这些星体运行的区域后来被命名为“柯伊伯带”。终于,在日举行的国际天文学联合大会上,多数与会者投票决定将冥王星降格为“矮行星”。从此,太阳系内只剩下了八大行星,而这是后话了。
美苏“冷战” 行星探索竞赛
提到美、苏之间的太空竞赛,很多人会想到载人航天以及登月行动。但事实上,旨在对太阳系内各种星体和太空环境进行探测与研究的深空探测活动,才是美、苏两个大国投入资源最多、持续时间最长的竞赛领域。以至于到今天为止,我们对于太阳系行星的大多数认知,都来自于这一时期美、苏两国发射升空的各种探测器发回的信息。而美、苏行星探索竞赛,则主要围绕着火星和金星这两颗最有可能成为人类外太空殖民地的近地行星展开。
从技术角度上说,火星是距离地球第二近的行星,考虑运行轨道的原因,每隔两年就出现向其发射飞船的时间窗口,这使火星具有相对良性的工作环境。因而,美、苏之间的行星探索竞赛,最早便围绕着火星展开。苏联曾在20世纪六七十年代向火星发射了多艘宇宙飞船,但大都以失败告终。结果,被美国人抢了先手。1964年,美国“水手4号”探测器第一次拍摄到了火星的特写图像。
为了挽回颜面,苏联人研制了姊妹探测器“火星2号”和“火星3号”,准备争得最先进入火星轨道和登陆火星的殊荣。但苏联人没想到,1972年1月,美国的“水手9号”成为人类历史上第一个进入火星轨道的飞船。很不幸的是,“火星2号”和“火星3号”双保险的登陆任务也宣告失败。最终人类探测器首次登陆火星成功的桂冠,被美国的“海盗2号”飞船于1976年摘得。
相比于在火星上的失落,苏联人在探索金星的道路上则要顺畅得多。当然,也并不是一开始的时候就很顺利。1961年,苏联“金星1号”探测器由于过热而被烧毁。直到1967年,苏联的“金星4号”成功进入金星轨道,并发回了对金星大气的检测数值。1970年,“金星6号”探测器成为第一个成功地在金星着陆的探测器,这也是人类在地外行星上着陆的第一个探测器。遗憾的是,“金星6号”在成功登陆金星后,仅仅工作了23分钟后,就在金星表面高达475℃的大气中烧毁。但苏联人并未因此而气馁。1975年,“金星9号”探测器发回一个令人振奋的180°金星表面全景图;“金星13号”探测器在1981年又发回了金星的彩色全景图。
相比之下,美国人主要是通过“水手5号”、“水手6号”探测器,测量了金星的大气云高以及磁场等数据。直到冷战结束前夕的1990年,美国麦哲伦探测器到达金星,利用雷达遥感测绘技术绘制了金星的表面地图,而且测量了金星的温度和大气变化情况。而此时,国力已经消耗殆尽的苏联,再也无力与美国争夺深空探索的主导权了。
地外行星:未来新家园?
一直以来,火星被认为是人类移民外太空的首选之地。这也是为什么火星会成为人类太空探测器光顾最多的行星的原因。不过,随着我们对火星了解的增多,人们开始意识到,要让这颗红色星球成为适宜人类居住的行星,必须对其进行一番复杂而长期的改造。人类或许可以从主要成分为冰的小行星上获得大量的供水,然后通过大量投放经过基因改造的微生物到大气中,以改良火星大气层的气体结构,使其更适合人类生存。大气环境的改善,让火星能捕获充足的阳光,进而变得更加温暖,水就不会结冰,从而形成海洋,许多动物和植物就能被带到火星上来。这样一来,也许有一天,火星真能变成一个小小的地球。不过,整个过程或许要花费上万年、甚至数十万年。
与改造类地行星使其适应大规模太空移民的需求相比,利用这些类地行星既有的自然条件,建立小型的移民点,利用人工智能和机器人技术开发当地资源,或许是更加可行和现实的选择。
或许有一天,人类移民地外行星不再是一个幻想。正如俄国火箭之父康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基所言:“地球是人类的摇篮,但是人类不能永远生活在摇篮里。开始他将小心翼翼地穿出大气层,然后便去征服太阳系。”(刘健)
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太阳系第九行星新理论:被捕获的流浪行星
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(原标题:太阳系第九行星新理论:被捕获的流浪行星)
摘要:据美国Space网站报道,科学家对尚未被正面的太阳系“第九行星”有了新的解释,新的理论称第九行星可能为一颗“流浪行星(Rogue)”,在远古某一时期被太阳系捕获。第九行星的理论由科学家对柯伯伊带天体异常运动的研究计算推论得出,外太阳系一个未被发现巨大“微扰行星”的引力影响将解释部分遥远天体轨道的奇特性质,天文学家认为,太阳系第九行星的质量可能是地球的10倍。
美国新墨西哥州立大学大学生James Vesper,和他的导师新墨西哥州立大学数学物理科学教授Paul Mason进行了计算机模拟实验,他们对156次太阳系和不同体积、轨迹流浪行星遭遇事件进行了分析。最终得出太阳系第九行星是一颗捕获的流浪行星。流浪行星是指在太空环境“游荡”,并不受一颗恒星束缚,银河系中流浪行星数量可能超过环绕主恒星的“正常行星”。计算机模拟实验表明此类遭遇事件有三种情况:闯入的流浪行星将从太阳系抛射出去、流浪行星使太阳系中至少一颗原生行星偏离、或者流浪行星最终被太阳系捕获:可能存在的太阳系第九行星就属于最后一种情况,具体情况主要取决于流浪行星的属性。
本文来源:cnbeta网站
责任编辑:王晓易_NE0011
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原标题:NASA豪掷12.5亿美元“摘星”
3月25日,美国航天局(NASA)公布了一项捕获小行星行动的具体方案。同时,美国航天局还宣称,捕获小行星任务将为人类最终在2035年前后登陆火星提供可信的技术支持。这个捕获小行星计划是如何运作的?它将给人类登陆火星提供怎样的技术支持?它是否像美国航天局说得那么靠谱?
【方案】 无人太空船太空取石
美国航天局公布的捕星方案名为“小行星重定向任务”,耗资12.5亿美元。简单来说,这项任务就是用太空船从一颗选定的小行星表面采集岩石,然后将它送到绕月轨道,供宇航员采样研究。
美国航天局将于2019年决定目标小行星,并于2020年12月发射太阳能无人太空船。抵达选定的小行星后,太空船将围绕“猎物”飞行约一年时间,用机械臂采集一块直径最大为4米的岩石,再将它推入到稳定的绕月轨道。到2025年,两名宇航员将乘坐“猎户座”太空船研究这块岩石。
根据美国航天局公布的信息,目前已有3颗小行星成为候选目标,伊特克瓦星(Itokawa)、神庙星(Bennu)以及2008EV5星。其中,可能性最大的小行星是“2008EV5”,这颗小行星1300英尺(约400米)宽,发现于2008年。
美国航天局认为,这颗行星的大小、形状较为合适作为目标行星,且在它的表面更有可能具有适合捕捉的岩石。
事实上,美国航天局此次宣布的捕星方案,在2013年就曾作为方案B被提出过。在此之前,美国航天局提出的方案A是这样的:用一个巨大的网格包裹住整颗小行星,再把这个巨大的包裹送往地球。
方案A被宣布后,大批科学家提出质疑。首先,要选出一个大小、重量、环境条件都合适的小行星极为困难;其次,处于自转中的小行星状态极不稳定,很容易失去控制。考虑到这些难题,在宣布方案A数月后,美国航天局又提出了方案B。
美国航天局副局长罗伯特?莱特福特介绍说,此次被选中的方案B大约需要比方案A多花费1亿美元。但莱特福特表示,考虑到方案B能够验证更多项去往火星所需要的技术,方案B最终被选中了。
【目的】 演练行星防御寻觅贵金属
莱特福特日前表示,希望通过“小行星重定向任务”测试人类在去往深空星体并最终到达火星的过程中需要的技术和技巧。这些技术包括“软着陆”技术、捕获技术和太阳能电力推进技术等。
太阳能电力推进技术是一种将太阳能转化成电能,并将之应用于驱动太空船的新技术。莱特福特表示,“要开拓去往火星之路,太阳能电力推进是一项关键技术。我们非常兴奋可以通过‘小行星重定向任务’展示这项技术。”
莱特福特进一步介绍说,执行此项任务的另一大重要目标就是验证和完善防止小行星撞击地球的技术。在行星防御演示环节中,携带着岩石的太空船将长期保持在某一特定位置,这一时间长度从215天到400天不等,保证携带着取样岩石的太空船能够利用引力慢慢地改变被选定行星的运行轨道。
在这一过程中,美国航天局将获得宝贵的经验和数据,在必要的时候,可以借此将小行星从撞击地球的运行轨道上转移开。美国航天局研究人员指出,虽然好莱坞已经展示了许多阻止行星撞上地球的方法,但目前还没有某个政府或国际组织能够担负起发现和阻止这种小行星的责任。
此外,美国航天局新闻发言人大卫?斯戴兹说,在执行此次任务的过程中,有别于近地轨道使用的新款深空太空服也将得到检测。同时,或许还能考察发掘小行星上的贵金属等矿产资源的可行性。
【质疑】 “摘星”费钱费力太理想化
尽管美国航天局给出了“摘星”的具体方案和时间表,但仍有科学家对此提出质疑。
科罗拉多大学波尔得分校的航天专家哈罗德?瑞瑟玛质疑称,美国航天局想要利用这项计划促进资源利用以及行星防御研究的声明苍白无力。瑞瑟玛认为,许多被美国航天局选中的小行星,其宽度根本不足以穿透大气层,它们会在太空中分解,本就不可能撞击地球。
科学家多纳德?耶曼认为,NASA将小行星视为一种资源,认为其可以作为庇护所,为长距离旅行的宇航员提供水源的想法非常牵强。耶曼表示,这种庇护必须建立在水资源丰富的碳质球粒陨石上,而你几乎不大可能找得到这种小行星。
另外,也有美国媒体报道,许多议员反对将如此大量的资金投入“小行星重定向任务”。《纽约时报》曾报道,来自密西西比州的共和党众议员史蒂文?帕拉佐称小行星捕获计划代价高、复杂、分散精力。
不过,这些质疑声似乎并未影响美国航天局的信心。莱特福特日前在一次采访中对记者表示,当你在思考我们想通过“小行星重定向任务”做什么时,你可以这样理解:这是一个将美国航天局最顶尖的探索、最顶尖的科技融合在一起的项目,并且它给了我们一次机会,展示人类在近地轨道之外,去往火星的路上所需要的种种技术。“这真的非常激动人心。”莱特福特说。 (张婷)
NASA怎样捕捉小行星
1 发送无人太空船到达被选中的小行星。与此前方案不同的是,捕捉小行星的器具由网格包裹变成了机械臂。
2 在距离小行星约1千米的低空飞行位置,太空船上的光学相机对小行星表面进行勘察。
3 太空船直线下降到距离小行星约50米处,开始抓取小行星表面合适的岩石。
4 太空船携带岩石进入某一特定位置,利用小行星与太空船之间的引力作用,慢慢改变行星运行轨道。
5 太空船把采集的岩石运送到稳定的绕月轨道。载人猎户座太空船将宇航员送至携带太空岩石的太空船附近。
6 载人猎户座太空船与无人太空船完成对接。两名宇航员走出猎户座太空船舱,采集岩石样本带回地球。
(责编:覃博雅、张玉珂)
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目前已发现的小行星可分为三类,一类是碳质小行星,一类是硅质小行星,还有一类是金属质小行星。
?2011年在摩洛哥撒哈拉大沙漠发现的这块太空陨石,被称为黑美人,可能是源自火星地表或地壳的陨石,约数十亿年前到达地球。
为行星开采进行探索的小型卫星。
2013年10月,俄罗斯车里雅宾斯克,潜水员从湖里打捞出陨石碎片。
艺术家描绘了未来太空采矿想象图。 原标题:去太空挖矿?至少再等20年北京时间7月20日清晨,一颗直径约为500米的小行星飞掠地球。小行星的到来引起大家的关注,并不是因为它将带来什么灾难,而是有科学家估计这颗编号2011UW-158的小行星含有1亿吨白金,总价值高达5.4万亿美元(约33万亿元人民币)。这颗小行星是否真的价值连城?小行星采矿计划又是否可行呢? 贵金属行星 行星白金含量仍缺乏足够证据 据估计,这颗白金小行星飞掠地球时,与地球最近距为240万公里。它下次以这么近的距离飞过地球附近将是2108年。在天文学上,这种近距离接触几乎可称为&擦肩而过&了。 事实上,几乎每周都有类似的近地小行星近距离飞掠地球,这颗编号为2011&UW-158的小行星之所以会引起关注,是因为有科学家估计它的核心含有一亿吨白金,总价值高达5.4万亿美元。不过,消息一经刊出,立即就有天文学家、科普作家的质疑。 紫金山天文台科普部主任张炀对新京报记者表示,目前已发现的小行星可分为三类,一类是碳质小行星,一类是硅质小行星,还有一类是金属质小行星。其中,碳质和金属质小行星被认为可以为人类所用,提供巨大的资源、经济价值。碳质小行星富含氢、碳、氧、氮等元素,能够为太空探索提供燃料。而金属质小行星则主要由铁、镍构成,有些小行星中铂系金属元素含量也很丰富,比如铂、钴、铑、铱、锇等珍稀金属。显然,这颗白金小行星是属于铂系金属含量丰富的一类。但是,&白金&小行星实际并非一般人所认为的整颗小行星上都是做首饰常用的白金,而是指这颗小行星上富含铂系元素,比如铂、钴、铑、铱、锇等珍稀金属。 张炀分析道,目前所有的有关白金小行星的报道中并未提供可信的证明这颗小行星的白金密度的数据。要证实一颗小行星上的金属含量,必须通过深空探测或取样分析,而我们目前并未就这颗小行星做过深空探测或取样分析。张炀进一步指出,即使做了上述工作,我们得知的金属密度也是这颗小行星上地表的金属含量,而不是其核心的金属含量。因此,这颗白金小行星是否的确如相关报道中所称,在其核心含有1亿吨白金,仍然缺乏足够证据。 此前曾有同样铂系金属丰富的太空陨石掉落在地球上,而天文学家对这些陨石样本的研究表明,这些陨石中,平均每一吨重的陨石样本中,白金含量只有30.9克。 开采难度 登陆开采和捕捉行星哪个更难? 假如这颗小行星上的确含有1亿吨的白金?人类该如何开采呢? 简单来说,人类要开采小行星上的富矿,有两种方式。一种是如一些科幻电影中所展示的,人类登陆行星,在小行星上直接开采;还有一种就是将小行星整个捕获,再借助太阳能推进器,将小行星拖拽至近月轨道,其后再进行开采。 但无论哪种情况,其耗费的时间、经济成本都相当巨大。根据NASA(美国国家航空航天局)的一项相关研究结果估算,从小行星将60克材料运回地球的花费大约在10亿美元。张炀分析指出,如果说要进行小行星矿藏开采,那必然是指具有工业规模的开采,不可能像采样研究那样,带回几十克就可以。因此,要将1亿吨白金运回地球,其成本甚至已经超过了白金的价值总额。此外,人类目前的科技只试验过从月球等星球表面采集样本,但在登陆小行星进行深挖开采方面还没有先例。张炀认为,以人类目前的科技水平,去开采小行星几乎不可能做到。 如果登陆行星开采矿藏的成本太大,直接将小行星捕获是否可行呢?NASA在今年3月25日曾公布过捕捉小行星计划的项目细节,计划2019年选定一颗小行星为目标,在2020年12月发射一艘太阳能无人太空飞船,实施捕捉行动。但是,目前这一项目仍然处于规划、准备阶段,人类此前也没有实施捕捉行星成功的经验。 NASA同时也指出,如果采用整体捕获的方式,将小行星整个套入一个巨大的网格中,再拖拽至近月轨道,此计划存在一些难以克服的困难。首先,要选出一个适合套入袋中整体捕获的小行星,则它的大小、重量、环境条件都必须有严格要求,要找出符合要求的小行星极为困难;其次,处于自转中的小行星状态极不稳定,很容易失去控制。 来自星星的矿藏 陨石矿物&送上门&&开采未成规模 对于广阔太空中的行星矿藏,人类目前还无法实施开采。自然,对于&送上门&来的陨石,人类自然不会放过。不管是用于科研、收藏还是工业开采,人类对陨石都充满了兴致。目前,全世界已经收集到的陨石样品大约有4万块,发现的陨石矿物有140种,其中大部分矿物质在地球上也有,只有39种矿物是地球上没有的。陨石中含量最多的矿物质元素为硅酸盐、铁、镍、硫等。 不过,这些陨石大多用于科学研究,体积足够大,能够进行工业化大规模开采的陨石并不多。北京天文馆馆长朱进表示,陨石作为科学研究的样本,其价值应体现在科研方面,不像黄金和玉石可以作装饰品用,收藏价值和商业用途都显得怪异。 2012年英国媒体报道,俄罗斯方面宣布在上世纪70年代发现了位于西伯利亚东部地区的一个名为&珀匹盖&(Popigai)的富含钻石的陨石坑,是少数可用于工业规模开采的陨石样本之一。该陨石坑直径超过100公里,在这个广阔的陨石坑内,储藏有约超过1万亿克拉的钻石,是全球其他地区钻石储量之和的十倍,能满足全球宝石市场3000年的需求。 据外媒报道,俄罗斯一直隐瞒这个发现,是为防止钻石价格被压垮,从而损害俄罗斯的钻石产业利益。不过随后科学家们&辟谣&称,这个陨石坑内的钻石主要为工业用钻级别,还达不到首饰行业所使用的钻石标准。它们属于钻石的同素异形体,是类金刚石。这类钻石的应用主要在工业领域,如制造精密镜头、高硬度切割工具、半导体、航天、航空工业等。 除应用于工业制造领域,陨石还有一个重要的价值就是用于收藏。目前,陨石收藏领域可以说是个热门产业,许多陨石的价格可以比肩黄金,有的甚至比黄金等重金属还要昂贵。国际上最贵的陨石是月球和火星陨石,约1000美元一克。而便宜的沙漠陨石价格也就20-40元左右一克。 在国内外的网站,输入&陨石&,甚至会有万余条相关商品记录出售陨石,价格便宜的小块陨石做成的项链等饰品价格在几百元,而价格贵的则有几十万,上百万甚至上千万的。 张炀表达了与朱进类似的观点,他指出,陨石的主要功用应该表现在科学研究方面,无论是收藏还是工业开采都未形成规范化的市场。张炀表示,目前已掉落到地球的陨石也如同小行星一样可分为三类,分别为石陨石,金属陨石以及两者的混合。不过,金属陨石中的金属绝大多数都是铁,真正含有金、白金等贵重金属的陨石极罕见。大多数陨石矿物都如同俄罗斯的&钻石矿&,实则是类似于贵金属的同素异形体矿物,在金属价值上比不上纯金或纯钻石贵重。 对于市场上流通的以收藏为目标的陨石,张炀分析认为,这些陨石的真实度和价值也没有足够保证。&据我所知,目前陨石收藏市场上价格虚高明显。许多价值并不高的石陨石、铁陨石都被卖出天价。价值高的陨石有两类,一类是来自火星、月球等具有极高科研价值的行星的陨石,还有一类就是贵金属陨石,但真正的含有贵金属的陨石数量极少。& 开采进展 已发射小型卫星进行开采探索 白金小行星引发的人类对宇宙淘金之向往,首先的获益者便是名为行星资源的一家公司。这家5年前成立的公司来头可不小,其联合创始人包括谷歌执行董事长埃里克&施密特、谷歌董事局创始人拉姆&施雷姆、微软&Word之父&查尔斯&西蒙尼等知名人士,曾执导过《泰坦尼克》和《阿凡达》的导演詹姆斯&卡梅隆是其顾问之一。 该公司可以说是在小行星矿物开采方面雄心勃勃。致力于太阳系小行星的矿业开发,主要包括水资源及各种贵金属。不过即使是对小行星开采最具信心的行星资源公司也表示,小行星开采估计仍需20年左右的时间进行前期探索和准备工作。 对各个小行星特性的分析,是行星资源一项关键任务。为实现这一任务,行星资源公司已开发了太空深度探索飞行器家族的Arkyd系列太空飞船。这些太空飞船将被用于近地轨道,根据它们的运作情况,行星资源公司将对今后探索的小行星目标进行排序。 今年4月,行星资源公司曾召开新闻发布会,宣布其将发射一颗小型人造卫星,进行小行星矿物开发的前期探测。不过,这一消息并未引起广泛关注。在新闻发布会上,&行星资源&的联合创始人兼联合主席彼得&戴尔蒙迪斯当时就已拿&白金小行星&举例说,这颗小行星上仅500米直径的地方所蕴含的铂金资源就相当于&铂族金属公司&迄今为止所有历史开采量的总和。戴尔蒙迪斯表示,随着获取这些资源途径的增加,微电子、能源储备等领域的成本都会下降,另外,丰富的资源也会帮助科学家实现更多应用领域的创新。 今年5月份,行星资源公司发射了名为Arkyd-3R的小型卫星,开展探索作业。Arkyd-3R卫星将进行一项示范性任务,检验系统平台,为未来在深空中探测、研究直至开发小行星做准备。 此次发射的Arkyd-3R卫星,已是行星资源公司发射的第二个用于小行星矿物探索的人造飞船。首个Arkyd-3卫星曾搭乘ATK轨道科学公司的天鹅座号货运飞船升空,但在去年10月28日失去联系不知去向。 据悉,这颗小型探测卫星目前已搭载SpaceX轨道科学公司的龙飞船升空,并已成功抵达国际空间站的轨道试验室。行星资源公司的相关负责人宣称,该卫星将实施为期90天的地球轨道任务,传回数据,并将重返地球大气层。 【小行星&富豪&榜】 美国一家专门做小行星矿产及其价值评估的网站Asterank结合小行星的光谱分析测算其体积及矿物种类,并根据目前矿物的市场价格估算出行星矿物价值的排名。 巨蟹55e 矿物:钻石(根据分析,该星球可能拥有一颗铁质核心)。 估值:约26.9Nonillion美元(Nonillion=10的30次方) 距离:2004年首次发现,距地球约40光年 241&Germania 矿物:主要为铁 估值:近100万亿美元,比肩目前全世界的GDP总量 位置:火星和木星轨道之间的小行星带 直径:168.9千米 PSR&Jb 矿物:这颗脉冲星行星很可能由结晶碳(钻石)构成,且钻石密度极高。 估值:超过100万亿美元 位置:日发现的太阳系外行星,距地球约4000光年 3200&Phaethon 矿物:铁 估值:超100万亿美元 直径:约5.1千米 距离:预测将于日以较近距离飞掠地球,届时距离地球约为0.6亿公里 小行星4034 矿物:白金以及镍、铁 估值:约2.42万亿美元 直径:约420米 一年:398天 采写/新京报记者张婷
[责任编辑:王芮]
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