上一次小行星撞地球应该是在2021年末的电影《不要抬头》里,那一次,小行星成功了。更早一些的6500万年前,白垩纪末期的“希克苏鲁伯小行星撞击”,最终导致陆地上的恐龙、天空中的翼龙、海洋里的沧龙、蛇颈龙,以及其他当时地球上的45%的物种全部灭绝。小行星撞地球不只是科幻电影中的爆点情节,更是地球上的现实威胁。在《不要抬头》里我们知道了,当小行星撞向地球,正经的防御方式应该是让它改道,而不是去上面挖矿。人类有能力让小行星改道吗?NASA为行星防御准备了多年。9月26日,NASA筹备7年、耗资3亿美元的“双小行星重定向测试(DART)”终于完成任务。DART航天器(戏称“打他”)成功撞向了一颗距地1100万千米的近地小行星Dimorphos,人类完成了首次行星防御演习的撞击任务。直径约160米的Dimorphos是一对小行星中较小的那一颗,围绕着较大的主星Didymos(直径约780米)运行。当然,它们对地球并不存在威胁。DART在太空中飞行了10个月,最终在当地时间晚上7点14分以每小时约1.4万英里的速度撞向了Dimorphos,借此得以减慢它的飞行速度,但我们还需要约两个月的时间才可以完全确定这次撞击是否足以让Dimorphos偏航。DART是一个重量只有600kg的航天器,而Dimorphos重50亿kg,用任务负责人Nancy Chabot的话来说——就相当于一辆高尔夫球车撞上胡夫金字塔,它不会把这个小天体撞坏,最多只能轻微改变它的公转轨迹。但是知道人类有能力做到这样的事情,就已经非常安心了。要知道,目前已被发现的近地天体中,像Dimorphos这样大小的,有2500万以上。而大小和主星Didymos差不多的数量就少多了,这也是为什么这次任务会选择将小的这颗作为目标,因为它的体积和众多近地天体类似。当然,小一点也更容易撞动啦。航天器撞击天体,这其实并不是第一次,之前有2005年撞向彗星的深度撞击号(Deep Impact),还有2019年在小行星龙宫上撞出一个坑的隼鸟2号(Hayabusa 2),所以技术上来说难度可能并不大,难就难在质量如此悬虚的情况下,如何能让小行星发生“看得见”的轨道变化。小行星能改变轨道是好事,那原本没有撞向地球的Dimorphos,被撞后会不会转而撞向地球呢?这也不用担心,Didymos系统距地球大约1100万公里,相当于约28.6个地月距离,对地球并不构成威胁,撞击也不可能把它撞到地球的轨道上。然而,想要深入了解DART的撞击成果,撞击后的小行星表面和内部进行详细探测,地基天文望远镜是做不到的。更详细的研究将在数年后进行,届时欧洲航天局正在建造的“赫拉”将抵达,对这对小行星进行近距离探察。有些人喜欢说,太空探索是徒劳的、低回报的政府支出。然而,事实却描绘出一幅截然不同的图景。太空探索丰富了我们地球上的生活。事实证明,太空研发在地球上非常适用,我们可能没有意识到的是,如今我们日常生活中很多随手就用的技术,最早都是从太空来的!全球定位系统(GPS)最初是由军方为精确导航和武器瞄准目的开发的。GPS开发人员可能没有预见到这项技术将如何在全球范围内改变几乎所有行业和日常生活。使用纸质地图以及停下来问路在很大程度上已经过时了。全球定位系统使网约车服务、包裹跟踪和递送成为可能。通过跟踪我们的锻炼来提高我们的健康水平,通过在紧急情况下快速提供我们的位置来提高我们的安全。未来,GPS将为自动驾驶汽车和无人机包裹递送等新兴技术提供便利。儿童量体温时用的红外耳温度计,底层技术是NASA开发的,使用红外天文技术,以测量恒星和行星温度的相同方式测量耳膜发出的能量——这可以说是医疗技术的一大进步。CT扫描和MRI核磁共振如今在医院里经常用到,它能让医生和医学研究人员看到人体解剖和生理的内部运作,帮助临床医生诊断和治疗疾病。然而,它们并不是在实验室或医院里发明的。最初是NASA科学家为深空探测开发的优秀数字图像处理技术。这一突破最终有了无数其他的应用,其中就包括作为CT扫描和MRI的基础。喜欢自拍?就连你自拍的手机摄像头最早也是天上用的。在20世纪90年代,NASA的一个团队发明了高分辨率相机,这种相机小到可以安装在航天器上。据NASA称,大约三分之一的手机摄像头都来自这项技术。那些你在移动中使用的便利设备最初都是为了帮助宇航员自由移动而设计的,为了失重状态下能不会被电线缠住。1962年10月3日,Wally Schirra成为第一个在太空中佩戴Plantronics耳机的人,与飞行员习惯的笨重耳机相比,它轻便、更舒适。Plantronics公司与NASA一起开发了这项技术,该公司基于他们的发现,继续开发蓝牙耳机,可以无线连接到手机和电脑。宇航员在轨道上的生活充满了困难,需要非标准的解决方案。我们在地球上不加思考就做的简单动作,在失重状态下就会成为问题。解决这些问题就会刺激科学进步,引导我们从不同的角度看待它们。太空带来的技术还有很多。除了上面几个外,还有LED照明、便携式无线真空吸尘器、冻干食品、记忆泡沫、防刮眼镜镜片和许多其他熟悉的产品等消费品都受益于空间技术的研发。现代笔记本电脑是航天飞机便携式机载计算机(SPOC)的直接后代,SPOC是在20世纪80年代早期为航天飞机项目开发的。世界各地的很多体育场馆、购物中心和其他公共建筑都采用了白色屋顶织物,这是NASA为阿波罗宇航服开发的技术。用这种抗湿玻璃纤维材料建造的建筑——比钢更坚固,但每平方英尺仅重5盎司——节能高效,不受污染物和紫外线的影响。在阿波罗1号的一次测试演习中,悲剧发生了,一场大火点燃并蔓延到整个指挥舱,导致宇航员死亡。事故发生后,NASA的工程师们重新设计了大部分任务硬件,以提高安全性,包括开发新的宇航服。该服装面料是将超细玻璃纤维拧成纱线,然后编织成织物,涂上特氟龙。这些宇航服在阿波罗和天空实验室项目中都被宇航员使用过。联合国预测到2050年,人口将达到100亿,其中大部分集中在远离农田的城市中心,传统农业将无法满足这一需求。长期以来,NASA一直对为轨道上的宇航员提供氧气和食物的可能性感兴趣。农业可以同时解决这两个问题。然而,太空中没有两个重要的元素:自然阳光和土壤。最初,NASA用藻类进行了实验。但有一个问题:它们确实是氧气的有效生产者,但却不是美味食物的体面来源。后来生物学家转向传统蔬菜,教它们在失重、没有土壤的情况下生长。在这里,他们转向了高级水培法。60多年前,NASA就率先在地面上建造了全球第一个垂直农场。当年,科学家们改装了水星计划载人飞船,将一排排水培托盘像书架一样排列。然后使用现成的部件添加照明、通风和循环水系统。
0.8公顷的垂直农场可以生产290公顷普通农场的粮食,使用的水也不到传统农业用水的1%。垂直农场可以建在屋顶上,这将使种植食物的地方和消费者之间的距离最小化。这样,我们不仅可以节省交通费用,还可以部分解决城市交通拥挤的问题。事实上,每一个多层住宅综合体都可以变成一种空间站,它可以提供一切所需。在美国,一种用于在卫星图像中探测云层的算法正被用于提供商业服务。NASA说,它最初的设计目的是过滤卫星图像数据中的云,因为它们影响了监测“森林和作物健康、冰盖和冰川覆盖、表面水分和其他许多表面条件”的一些计算。该系统生成的实时图像数据涵盖了全球16种主要作物。这些数据包括作物覆盖、地面条件、作物健康状况和全球产量预测的地图。这些数据还可以被分解为国家和地区的信息和历史数据。从6月到11月,美国大西洋海岸经常受到飓风的袭击。在亚洲,气旋可能发生在一年中的任何时候,尽管它们在5月到10月之间更常见。发现和追踪这些毁灭性的风暴实际上意味着生与死的区别。安装在极轨卫星上的名为交叉轨道红外光谱仪的设备使用激光扫描大气,提供温度和湿度的精确数据。这些信息有助于气象学家预测风暴强度和方向,这意味着他们可以及时向可能处于强风暴路径上的人们发出警告。2017年9月,它被用于跟踪穿越加勒比海和美国东南部的飓风“厄玛”,使居民能够做出至关重要的准备。韦伯最近拍到的水晶般的海王星
无论是从生物学上还是从历史上来说,太空都是人类无法适应的环境。恶劣的环境迫使人们用科学的方法去处理熟悉的事物。从实验中得到的答案让我们怀疑我们在地球上的做法是否正确。也许是太空将帮助解决那些似乎永远困扰着我们的问题。
We went to explore the Moon, and in fact discovered the Earth
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宇航员比尔·安德斯
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