昨天,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空,飞行2000多秒后,成功进入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国自主开展行星探测的第一步。国家航天局探月与航天工程中心今天宣布,我国第一辆火星车正式启动全球征名。
从月球登陆到火星探秘,从新星发现到黑洞照片,从载人飞船的实现到星际穿越的大胆畅想……
浩渺宇宙面前,渺小的人类一次又一次地突破,拓展对宇宙认知的边界,试图找寻地球之外可能存在的新“绿洲”。
太空探索无止境,伟大梦想不止步。为什么各个国家都在探测火星?地外生命是否真的存在?人类离星际移民还有多远?在“天问一号”开启问天之旅的日子,世界顶尖科学家协会邀请到五位协会会员:1979年诺贝尔物理学奖得主谢尔顿·李·格拉肖、2006年诺贝尔物理学奖获得者乔治·斯穆特三世、2019年诺贝尔物理学奖得主米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹、2004年诺贝尔物理学奖获得者大卫·格罗斯,以及国际宇航联合会主任费希廷格,与世界顶尖科学家协会优秀青年科学家代表、中国科学院国家空间科学中心研究员刘洋一起,对人类地外深空探测展开解读、预测。
中国有实力完成复杂任务
对宇宙千百年来的探索与追问,是中华民族矢志不渝的航天梦想。“这无疑是一次令人激动和热血沸腾的任务。”刘洋兴奋地说,“‘天问一号’一次任务实现环绕、着陆、巡视三个目标,这在工程上难度很大。”
他对“天问一号”的问天之旅充满信心。刘洋介绍,从科学角度而言,此次任务将着陆到一个全新的地区,通过巡视器来研究该区域土壤的成分、地表物质的组成、水冰的分布,还会研究该区域整体的空间环境。
我国首次火星探测任务起步虽晚,但起点高、跨越大,从立项起就瞄准当今世界先进水平确定任务目标,明确提出在国际上首次通过一次发射实现“绕、着、巡”三个探测任务。这份自信从何而来?刘洋笑着说,中国有“嫦娥”系列任务的技术积累,所以有能力实现这样一个复杂的任务。“探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后,到达火星附近,在此期间我们能接收到探测器信号。探测器到达火星轨道后,会有更多变轨、设立着陆程序,届时我们将与它有更多‘互动’。”
国际宇航联合会主任费希廷格也为“中国自信”竖起了大拇指。“首先这非常具有远大抱负,而且也是创造历史的。还没有任何一个国家将这三个任务合为一体,这是世界历史上的首创。我们的中国朋友们永远都是志存高远,希望能够创造纪录,这从此前的登陆月背探测任务中可见一斑。”
“我对中国复杂的火星探测任务深感钦佩。人类如果能够完成这样一个目标的话,应该说是非常重要的。”2019年诺贝尔物理学奖得主米歇尔·马约尔表示。
人类有必要了解地球“邻居”
“人类一直都在为宇宙而着迷,生命来源于哪里、宇宙的边界在哪里?这些都是激发我们无限想象的谜题。”费希廷格表示,“过去我们只能猜测,但太空望远镜发明之后,我们真正迎来了‘太空时代’。有些国家开始迎接挑战,向我们的‘邻居’星球发射了探测器。”
作为地球的“邻居”,火星一直以来都是人们关注的焦点,但到达火星也非易事。“我们曾经有过很多探索,并且每隔两年多会出现探索火星的窗口期,但这个时间是非常有限的。”费希廷格说,“这个七八月是大家密集探索火星的一个好时机,包括阿联酋、中国、美国在内,都在为人类的梦想共同努力。”
国际上对火星的探测起步于上世纪60年代。在费希廷格看来,火星探测的最终梦想是将人类送上火星。“今天我们探索火星不仅要了解火星,也为了更好了解地球家园。”他说,“我们希望借探索火星来了解地球正在经历的变化,比如气候变暖,因为这很有可能曾在火星上发生过。”了解火星的经历,或许能帮助我们更好知悉地球的未来走向。
在刘洋看来,宇航员登陆火星并不遥远,或许在2050年可以实现。“这需要火箭的推力足够强大,我们对火星表面的复杂太空环境也有了更多了解。”此外,还要确保宇航员安全抵达火星,完成探测任务并安全返回,这对宇航服的设计等方面也提出了新要求。
对于有朝一日能否移民火星,2004年诺贝尔物理学奖得主大卫·格罗斯回答:“我觉得我们是能的。”马斯克曾说,希望自己死在有人类居住的火星上面。不过,大卫·格罗斯并不这样想。“如果能去火星的话,这是一件‘锦上添花’的事儿。如果要移民火星,会耗资巨大,人们可以用这些资源去做些其他的事。”他希望大家保持对火星移民的理智。
科学家有梦想探索地外生命
在几位“最强大脑”的碰撞中,有人提到刘慈欣的《三体》。书中讲到,宇宙是遵循黑暗森林原则的,每个文明就像一个猎手,在寻找其他文明。一旦某个文明在宇宙中暴露,其他文明可能蜂拥而至除之而后快。大卫·格罗斯一下来了兴趣。“《三体》是我几十年来读到的最好的科幻小说,我要向大家重磅推荐。”他在对话中还不忘“直播带书”。
在他看来,“黑暗森林的原则”非常值得人类去思考。“我们不能假设所有文明都是友好的。”大卫·格罗斯坦言,“《三体》里有非常多精彩推断,对物理学、宇宙学都有一些有趣的想法。”
“在太阳系发现其他生命,对人类有怎样的意义呢?”刘洋在1976年诺贝尔物理学奖得主谢尔顿·李·格拉肖演讲的背景里看到爱因斯坦的图像,不禁提问。
谢尔顿·李·格拉肖是《生活大爆炸》“谢耳朵”的原型,也是首个预测第四夸克——粲夸克的人。“我们当然对生命起源的问题都很着迷,尤其是地球生命的起源。我们也在不断探索宇宙中是否有其他生命存在。”他回答,“从地球角度而言,我认为我们还没有取得任何实质性进展,让我们真正清楚地分析出生命是怎么出现的。如果能从太阳系中找到其他线索,帮助我们理解就更好了。”
“作为木星的第四大卫星,木卫二拥有稀薄的大气层,表面覆盖着厚厚的水冰层,地下深藏着大量液态水,有些地下水还会溢出到卫星表面。如此广袤的水冰海洋是否孕育了生命?这是一个非常值得探究的科学问题。”谢尔顿·李·格拉肖表示。他还告诉大家,人类耗费精力去探索太阳系,原因是方方面面的。未来,也许会有人移居到月球,抑或是在太阳系的其他天体中找到一个新的家园。“金星是非常不适合居住的,它比火星温度高很多,宜居潜力远不如火星,但也不是没有可能。”
1995年,日内瓦大学的米歇尔·马约尔与迪迪埃·奎洛兹发现了第一颗围绕类日恒星运行的系外行星,距离地球只有50光年。这一发现具有开创性,也让两人获得了2019年诺贝尔物理学奖。“近年来,科学家对生命诞生前的化学演化研究取得了很多进展,通过分子化学和分子生物学研究,逐渐把一些点连成了线。”迪迪埃·奎洛兹说。最新研究表明,地球上的生命可能不是源自海洋底部,而是地球表面。因此,“天问一号”对火星表面的探测,有可能让科学家获得生命起源的化学证据。
在关于金星探索的问题上,迪迪埃·奎洛兹与谢尔顿·李·格拉肖有着相近的看法。“金星很有价值,但目前来看,压力太大、气温过高,而且其酸性的大气环境并不适合人类居住。”话锋一转,他认为金星依旧是很好的研究对象,金星上有没有水、有没有生命的活动都值得探寻一番。
迪迪埃·奎洛兹表示,与20年前相比,科学家们有了很多新进展。即使无法像研究太阳系那样研究其他恒星系统,即使人类有可能无法走出太阳系,但依旧可以通过远程传感予以观测。“不同行星上的化学条件存在多样性,比如是否会是水,又该怎样去验证;比如很多行星上有大量二氧化碳,它和水之间有没有关系,又可否沿着二氧化碳作为起点展开研究?”他说,“对于火星的进一步探索,会让我们更进一步。让我们首先在火星上寻找生命,再到其他的恒星系统中分析生命的可能性。” 本报记者 郜阳