2018年太空前所未有的忙碌 轨道发射次数创新高

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  你的365天,她的一瞥

  不是所有人都知道,人类的天空度过了多么精彩的2018年。

  它见证了114次轨道发射,它经历了多场离别,有时是旅程刚开始,有些则是终结。

  它记录着探险者们的新故事,中国的表现格外耀眼,发射数量多、成功率高,甚至溜达到了月亮背面。

  这些看起来是与日常生活毫无干系的热闹。外星发现不能让你我涨工资,星际旅程也不会有你我的座次。我们都有各自的六便士要低头捡拾。

  我们脚下的蔚蓝星球,不过是宇宙角落里最不起眼的一颗。人类的生命微不足道,不够一束光从银河系那头赶到我们眼中,不足一颗行星婴儿期的十万分之一长。这过去的一年,不过是宇宙的匆匆一瞬。

  但它同时也是一个了不起的断面,截取了无数个短暂生命集成智慧与勇气的奋力一望,望向所有比我们生命宏大的东西:时间、空间和永恒的探索之旅。

  像宇宙中的任何存在一样,我们终将成长、老去,走向死亡。但我们曾拥有过这一年。

  出发与告别

  两轮“超级月亮”辉映了公历2018年的开端,分别出现于1月的第一天和最后一个夜晚。新年的“超级月亮”是比通常大14%、明亮30%的满月。1月31日的满月是“血月”,红红的。一个月,月亮“满”两回,真是格外赏脸。

  世界各地天文爱好者的长枪短炮对准了它。月光向来公平,不会忘掉哪怕是北京市一个最平常的地铁站。空气清冷,通勤人群钻出地下,有些仰头驻足,举起智能手机。

  对于他们中的大多数来说,这只是日常规律的一处短暂停顿。元旦后面是春节,上班上学,周而复始,变幻的天象不过是柴米油盐的背景。对于月亮来说,这其实是漫长公转自转的普通一刻。它行进到了轨道中离地球最近的位置,又恰巧与太阳呈180度夹角,月面向世界圆圆满满地反射日光。宇宙自有庄严准则,星星新生又湮灭,能量潮汐起落,引力交错,天体盘旋,不受某颗蓝色渺小星球的生物情绪任何打扰。

  这两套秩序之间漫游的,是人类制造的旅行者。

  帕克太阳探测器在8月出发,正是黑暗中流萤频频碰撞灯火的季节。这台由美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室和NASA共同研制的探测器最终以接近每小时70万千米的速度飞驰,眼皮一眨就远了近2千米——普通人需要走上半小时的距离。这是人造飞行器历史从未见证过的速度。如此奔波的目的是触碰太阳——这颗馈赠了生命光和热、让文明成为可能的大火球。

  与在地球上肉眼观察到的平静外表不同,太阳有张燃烧的脸:气体翻滚,物质喷涌,带电粒子抛洒如热带大鸟绚丽的尾羽。日冕,几百万公里厚的大气层终日沸腾着——沸腾这个词其实有些轻了,100万摄氏度的温度是地球上最耐热金属熔点的200多倍。

  帕克探测器从这团焰火中穿过。它是个状如大喇叭的家伙,武装了11.43厘米厚的防护层,隔绝热量,反射阳光。未来的7年内,它将围绕太阳公转24圈,7次路过金星。它会是距离太阳最近的人类造物。

  出发3个月后,它发回了第一张照片:太阳盔状流如宇宙深处一只明亮的眼。这张照片将和它未来还将继续发现的数据一起,帮助科学家研究和了解更多太阳的秘密,诸如日冕为何比太阳表面的温度还高;太阳风是如何旋转吹向地球,影响着某个工薪族收看《延禧攻略》的手机信号。

  水星访客于10月离开地球。宇宙航空研究开发机构和欧洲空间局共同发射了探测器贝皮可伦坡号。与发射器成功分离后,它将一圈圈飞行,飞过地球1次,金星2次,水星5次。像螺丝拧紧,每一圈都会比上一圈更接近最终目的地,它最终脱离轨道抵达。那需要7年独行,在黑色幕布下,群星之间。

  一些目的地体量更小,但重要程度却并不因此降低。夏天,日本的“隼鸟2号”向小行星“龙宫”投放了探测车;冬天,美国的“冥王号”抵达了小行星101955。“龙宫”的名字源自日本家喻户晓的神话:平凡少年穿越浩瀚深海,去往龙神居住的梦幻宫殿历险。仙境一日,地上百年。

  神话的结尾,少年带回了龙女赠予的神秘宝箱。这两台探测器则是首次为人类带回小行星表面资料的希望。

  地球6200万千米外,火星经历了近半年的坏天气。沙暴肆虐的面积相当于北美洲大小。强风呼啸,尘土因重力微弱被抛洒到地表外几千米,遮天蔽日。天文望远镜里,这颗著名的火红星球已变得有点泛黄。

  火星漫游车“机遇号”就是在这种鬼天气里猝然终止了旅程。6月,它因为无法收集足够的阳光转换成电能而陷入“沉睡”。7月,NASA官方宣布了它的“失联”。9月转机出现,它奇迹般的现身在一张火星勘测轨道飞行器拍摄的照片里。11月,地球亲友试图联络它的最后一次努力落空,宣布“永久放弃”。

  它离家15年了,经历了异乡的5000次日落。它见过大片连绵的高原,阴影交错的岩石,还有岩层间菱形放射状的空隙——那是水在时间开始之初可能存在于这片蛮荒之地的痕迹。

  它的姐姐、早数月到达的“勇气号”火星漫游车在9年前陷入了流沙。姐妹俩的名字是一个9岁的小姑娘给起的。小女孩说自己在孤儿院时,常感觉黑暗又寒冷,仰望星空给她安慰。

  远行者终将结束旅程。离别是它们的使命,不断出发去往下一个目的地,也是它们的最终宿命。

  4月,“天宫一号”空间站在超期服役2年后坠落,解体的碎片在大气层中越烧越小,像一簇流星。10月,开普勒太空望远镜退休,观察宇宙9年的人类之眼永久合上。11月,NASA宣布“黎明号”探测器停止运作。走了11年6.9亿千米,它燃料耗尽。

  宇宙的生死遵循着宏大的时间尺度,一颗恒星从初生到塌缩历经110亿到130亿年。与之相比,这些小小漫游者的生命短于一瞬。可对于人类来说,它们的一生,就是一个时代。

  中国第一位女航天员刘洋在“天宫一号”里漂浮腾挪时的微笑定格在一代人的记忆之中。2011年9月升空以来,这座标着五星红旗的空间站曾接待过三艘神舟飞船、两批宇航员的到访,见证了中国成为继苏联、美国后第三个完成太空对接的国家,也承载了一个民族每次对接倒数时骤然暂停的心跳。它曾是中国太空儿女在宇宙中的第一个家。

  开普勒太空望远镜曾是人类最敏锐视力的体现,哈勃太空望远镜的继任者。它看过近6万颗星星,发现了2662颗系外行星。透过它的眼睛,地球居民得见至少5个类似太阳系的星系,散落在银河两岸;成年的昂宿星团恒星芭蕾舞者般旋转,挥舞着星际风的飘带;蛇夫座超新星在黑色天幕里沉默炸开,蓝色和绿色的炫光环绕如一朵花绽放……NASA发言人在宣布它最终退休的发布会上说,它改变了人类“对自己在宇宙中位置”的看法。

  黎明号则将两个望远镜里暗淡的光斑,灶神星和谷神星,变为揭开宇宙谜题的无穷宝库。这两颗小行星位于木星与火星间的小行星带上,还带着亿万年前的瘢痕——那是一大块天体被撞碎成这条星河的证据。它们是时间胶囊,保存着水、有机物和其他令科学家惊叹的远古遗产。黎明号项目的负责人深为自豪,他私家车的保险杠贴纸上写着:“我的另一辆车可在小行星带上。”

  但他并不为离别太过悲伤。一代代前赴后继,这是科学探索推进的秩序。

  2018年4月,“凌日系外行星勘测卫星”,即“苔丝”太空望远镜(TESS)发射升空,它是开普勒之后更先进的太空望远镜,利用4台先进相机,扫描超过20万颗太阳系附近的明亮恒星。火星在11月迎来了“洞察号”火星探测器的登陆。通过它收集的数据,人类第一次听见了火星荒原上风的声音,猎猎低鸣。在这风声里,埋葬着“洞察号”的前辈。

  2018年还剩最后两天时,中国的嫦娥四号月球探测器进入预定的月球背面着陆准备轨道。

  月亮环绕地球,示人的始终是同一面,大约占月球表面积的56%。直到半个世纪前,人类才逐渐了解月背的风景。那是个峰谷林立的凶险之地,没有月面大片大片的“月海”,凹陷的玄武岩平原。一位宇航员形容是“像家里小孩有一阵子常去玩儿的沙滩似的,饱经风霜,没有轮廓,又是疙瘩,又是洞”。

  新的一年,嫦娥四号带来的玉兔二号巡视器在松软的月球土壤上滑出了两条清晰的“足印”。距另一对著名的月球脚印出现刚过半个世纪,勉强够海王星绕太阳走半圈,也足以让一个少年成为祖父。那脚印的主人说:“这是我的一小步,却是人类的一大步。”

  版 图

  这一年,太空前所未有的忙碌。全球全年共有114次轨道发射,两次失败。这个发射数字是1990年以来的新高。这其中,37次属于中国,没有失败。中国成为了全球航天发射次数最多的国家。

  9次发射将北斗三期导航卫星送上轨道。12月27日,中国卫星导航系统管理办公室正式宣布:“北斗三号基本系统完成建设,开始提供全球服务。”3个环地球轨道上的18颗卫星昼夜围绕,形成一个球形的覆盖网。

  北斗系统的雏形来源于“两弹一星”元勋陈芳允院士的设想。这位戴着瓶底厚眼镜、笑容温厚的清华大学毕业生在新中国成立前夕曾用手术刀拔掉双脚大拇指的指甲,借此住进医院,避免被带往台湾。1980年,他与另外三位科学家向邓小平上书一封,即后来著名的《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》:“必须从现在抓起,以力所能及的资金和人力跟踪新技术的发展进程……此事事关我国的国际地位和进入21世纪后在经济和国际方面能否进入前列的问题……”

  彼时,持续20多年的美苏太空竞赛正进入尾声。巨头争锋,太空是掂量国力的大好舞台。你追我赶中,第一颗人造卫星升入太空,第一位人类宇航员踏上月球。梳着背头的美国总统里根宣布:开始投入“星球大战”,预算1兆亿美元。

  那场颇具煽动性的演讲过去了35年,计划的大部分愿景落空。而世界太空力量的版图已经悄然改变。陈芳允于2000年初去世,未能见到他信中为之焦虑和兴奋的21世纪图景。

  针尖对麦芒也早已不是太空探索事业里国家力量的关系主题。以美苏竞赛的遗产为基础,国际空间站建立起来。它被广泛视作大规模太空合作的典范。

  2018年,它迎来了20周年的生日。

  20年来,这个旋转于我们头顶400千米左右的大型太空飞行器对接过不同型号的高技术飞船,为生物、物理、航天等领域的前沿科学实验提供了场所。这个人类最复杂、最宏大的宇宙造物之一,是被像孩子搭乐高积木一样凑起来的。

  1998年,国际空间站的第一部分,俄罗斯制造的曙光号功能货舱进入轨道。一个月后,美国制造的团结号节点舱离开地球与之汇合。美俄两国的宇航员行走于舱外,协调两部分的对接。他们中的很多人将之视为一生难忘的经历:蓝色地球倒悬在头顶,脚下是无垠的太空。

  对抗产生的技术最终凝聚成了共同探索天空的造物。20年来,包括日本、加拿大、西班牙在内的15个国家为它的躯体提供了枝干,18个国家的230位宇航员在此停驻,凝视同一个蔚蓝星球。

  然而,太空里的宁静十分脆弱。除20周年生日外,国际空间站2018年最轰动的故事,是舱壁上的一个洞。

  那个洞出现在8月28日夜里,地面的监控人员察觉到了国际空间站连接的联盟MS-09太空船有一点漏气。洞直径不过2毫米,他们甚至觉得不值当为此叫醒沉睡中的6名宇航员,直到第二天才进行通知。处理过程如下:一位宇航员伸出一指头将洞塞住了,趁这功夫,另一位找了粘补材料喷了几喷。太空环境里,飞行的岩石或小行星刮擦航天器是再正常不过的事。但俄罗斯宇航的负责人对外宣布:这个洞似乎是人为的。它的周边有不少点状的擦痕,看起来像是有人钻过,手还不太稳。可能是在其他操作时不小心造成的,也可能是故意的。

  太空造物的阴影投注在地球上,流行的谣言包括美国宇航员谋害俄罗斯同事,俄罗斯宇航员构陷美国同僚。这个宇宙中的人类栖息地上一次处在这么紧张的氛围中还是2014年,俄罗斯吞并克里米亚,导致美俄政治力量剑拔弩张。

  无尽的文件、内部审查和媒体发布会后,2018年12月,两位俄罗斯宇航员进行了一次长达1个小时的舱外行走,NASA实况对外转播。联盟MS-09正在修整期,本没有准备为这类太空活动提供条件。这次检查克服了重重技术挑战,“史无前例得复杂”。

  结论是:开洞的力量确实来自舱内,原因不明。这件事成为2018年的一桩公案。但即使美俄舆论最哗然时,两国的宇航员也坚持没有隔离,仍然生活在同一舱内,继续科学日常。

  20周岁这年,国际空间站正面对着一个看不清楚的未来。

  不算乐观的经济形势下,大国航天普遍遭受着考验:是不是太花钱了。关于国际空间站巨额运营成本的争议一直存在,到2018年年初,美国白宫发布预算,要求NASA到2025年停止为国际空间站提供资金支持,并将部分业务移交给私营航天公司。那是一支不同于国家队的全新力量。

  有人怀疑。一位曾参与空间站早期建设的宇航员公开表示:负担宇航员往返空间站,运营科学实验室需要巨大的投入。你怎么能指望谋求盈利的公司来做这种事呢?另一些人则将商业航天公司的出现视作未来太空探索的某种转机。

  大航海

  2018年2月6日,一辆樱桃红色的特斯拉汽车在火星轨道上悠然前行,黑天鹅绒似的宇宙包围着它,空旷无垠。它经过了火星的晨昏交界线,星球在背景里一面明亮一面沉入黑暗。驾驶座上是个身着宇航员的假人,名叫“星人”。这个名字来源于大卫·鲍伊的摇滚歌曲,歌中唱道:在天空之中有一位星人在等待/他觉得他能让我们所有人大吃一惊。

  这辆车是被SpaceX公司的重型猎鹰火箭送上太空的。彼时,距离这家公司第一架液体燃料火箭猎鹰1号升空刚好过去10年。10年间,这家私营企业从不足100人的小团队迅速发展为掌握火箭发射回收独立技术、部署卫星网络的商业巨头。

  星海里如今蕴藏着热望。相比究竟能赚多少钱、自己值多少钱、将要花多少钱是这一年这些公司更直接的真金白银体现。海外市场上,商业航空初创企业在2018年共计完成了规模约为30亿美元的融资。其中,SpaceX在最近一轮融资的投前估值已经超过300亿美元。

  中国也跻身于这股国际浪潮中。2018年,国内商业航天创业公司已经超过100家,共披露了17笔融资,涉及至少有15家商业航天公司总额预计在20亿元以上。其中,超过6笔融资过亿元。

  这是3年发展后的集中爆发。2015年10月29日,国务院印发《关于印发国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)的通知》,鼓励支持民用空间基础设施发展。同年,国内出现了第一批商业航天企业。

  在北京市北部的海淀区和南部的亦庄,“卫星城”和“火箭一条街”正在生长,年轻人在白色钢架棚的厂房里制造着对天空的冲击。灵光一闪被鼓励,一位工程师曾从清洗小龙虾的机器上找到设计火箭清洗部件的灵感。发射安排在内陆戈壁里的国家发射场。为了防震,精密仪器通常被装载在普通行李箱内,拖拽搭乘高铁再转绿皮火车。一些公司的总部设在诸如长沙、武汉等二线城市,借力地方政府提供的资源福利。

  这一年,中国完成了22次商业发射,与美国持平。数十颗商业卫星被送上轨道。天仪航天院的通信卫星搭载了科幻小说《三体》的作者刘慈欣、物理学家李淼等人的基因样本,徐徐环绕地球。4家公司完成了火箭首飞。

  10月,蓝箭空间科技有限公司的“朱雀一号”三级固体运载火箭在甘肃九泉顺利升空,但搭载卫星最终未能进入预定轨道。这是中国商业航天的第一支中型运载火箭。它的失败被业内格外温柔地对待,一些人甚至将之视为“半个成功”。

  这支商业队伍平衡着与国家队之间的微妙关系。他们将自己定位为“有力补充”,对任何“积极竞争”甚至“取而代之”的言论避之不及。队伍里的技术骨干大多来自体制内。领导层中有前“国家队”的重量成员是资本考量的重要标准。蓝箭曾与国家队协商发动机专利转让的可能,一年拉锯后终未实现,最终走上了自主研发之路。

  海外商业航天则普遍依靠国家队的订单起家。以SpaceX为例,2005年,NASA送上一份价值5亿美元的订单,协助军事卫星发射工作。这笔钱是种子基金,也是一系列政府购买的序幕。到2018年,SpaceX获得的政府订单总额不少于42亿美元。

  如今,美国商业航天势力腰杆颇硬。2018年春末,NASA宣布“商业船员开发”计划。曾经的乙方SpaceX,是这次的合作伙伴。

  对这个领域的公众兴趣也不止于星空。樱桃红轿车的生产者特斯拉和SpaceX共享一个创始人伊隆·马斯克。他活跃在社交网络上,私生活受关注程度与好莱坞明星无异,也大多与明星有关。2018年夏末,SpaceX宣布2019年大猎鹰火箭将提供环月旅行。第一位搭乘者是一位日本富商,以线上时尚快消事业和善于营销的头脑著称。

  可喧嚣之外,从地球到宇宙的路程从来都不简单。

  2018年3月,谷歌宣布退出对X大奖的赞助,收起了11年的耐心。这个项目始于2007年,意在鼓励普通人的航天梦想,尝试将飞行器送上月球。大奖组委会规定,第一个实现成功登陆,行进500米,并传回数据的团队将获谷歌提供的2000万美元大奖。

  参赛者没有任何标签限制。不同肤色、年龄、教育程度和文化背景的团队参与了竞赛。原定的最后期限是2012年,可是没有任何团队能在那之前完成。组委会不得不一再拖后截止期,最后一次改期是在2017年年底,将检验时刻定在2018年3月。这一次,他们的期望又落空了。

  11年来,参赛队伍剩下最后6支,拥有了稳定的技术团队,打磨过数轮的模型机和无数次实验结果。但他们离月亮还是太过遥远。

  6月,组委会宣布大奖赛转变为无奖金竞赛。6支队伍还有5支仍在坚持。其中,印度团队和日本团队合作了。一家出发射方案,一家提供了一辆节省成本的轻质月球车,只有4千克。

  “如果每一次大奖都有赢家,那说明我们的梦还不够大胆。”组委会负责人说。

  黑洞与光

  送一艘小船去宇宙深处,这曾是物理学家史蒂芬·霍金的愿望之一。他在微博上向中国粉丝解释过这个计划。

  2018年3月14日,霍金在剑桥家中去世,享年76岁。这是一个备受瞩目的句号,标志着一场伟思眺望的落幕。

  一代瞭望者中,霍金无疑是最天才的头脑之一。他最大的成就,是将黑洞的数学原理应用于整个宇宙,描摹了它在时间和空间上的可能结构。他的目光顺着回溯了宇宙的起源,又去往了时间的开始和终结,恒星塌缩成黑洞,黑洞中无限质量压缩成一个奇点,周围是一片虚空。

  直至31岁前,霍金坚信,最快的光也无法逃逸黑洞。

  曾经的少年霍金蹬着自行车穿行于牛津大学弯曲的石板夹道,在剑河上的皮划艇上挥着手,大笑着招呼同伴逆激流而上。而公众熟悉的霍金教授总是深陷于轮椅,歪着头,只有3根手指能自由活动,操纵发声器与人交流。

  霍金曾描述过他想象中某人掉落黑洞的过程。因为引力,我们将永远无法看到这个人真正掉落的瞬间。在肉眼的视线中,这个人越接近黑洞,他的行动将越缓慢,最终他的影像发红,并暗淡下去。

  在死亡降临前,肉体的逐渐离场已经折磨了他半个多世纪。21岁时,他在一次滑冰时摔倒,再也无法顺利站起来。他被诊断患上肌肉萎缩性侧索硬化症,即渐冻症。冰壳逐步覆盖了他的双腿、胳膊、双手,直至脖颈和声带。

  但他最终推翻了自己。新的结论不同于霍金此前的理论,它未来更有可能被验证。不少科学家认为它是诺奖级的研究。这一理论被称作“霍金辐射”,他确定:黑洞具有温度,有光能从中逃逸。

  霍金那因为瘫痪而歪斜的调皮笑容仍不断出现在电影、动画片、热门电视剧和摇滚MV中。大众讨论他在媒体上的只言片语。一些人由此尝试思索:我们在无限的时间和空间中,究竟处在怎样的位置?对黑洞的进一步研究让物理学家基普·索恩获得了2017年的诺贝尔奖。他最为大众所熟知的工作是热门电影《星际穿越》的科学顾问。迪兰·托马斯的诗句穿插其间:不要温和地走进那个良夜/怒斥、怒斥那光明的微灭。

  2018年,6门遗失的课程重见天日。课程的最初设计者是美国姑娘克里斯塔·麦考利夫。她本该成为第一个在太空中授课的老师。1985年,她搭乘的挑战者号航天飞机在发射第73秒时爆炸,包括麦考利夫在内的7名宇航员罹难。

  在NASA的协助下,国际空间站的两名宇航员利用她残留的资料重新拍摄了她本该讲授的课程,并在线上播放。课程内容包括对重力、牛顿定律等物理原则的介绍,是一个孩子在认识世界和宇宙时最基础的知识。

  事故过去了32年,麦考利夫的丈夫已两鬓斑白,也当了妈妈。而她依旧停留在37岁,留着嬉皮年代最流行的一头小卷,一笑两个酒窝。

  9月,科学家在南极冰层中探测到了“幽灵粒子”。

  这种粒子的学名是中微子粒子,速度接近光速,质量几乎是零。数十亿的中微子粒子穿过整个宇宙,几乎没有任何物体能够阻挡它们,仿佛是无形的。

  世界的轰轰作响与宇宙的宏大转动平行展开。这终是人类的平凡一年,“超级碗”美式足球联赛依旧消费了成吨的薯片、可乐和卡路里;比特币经历了几番大跌,在年底只剩了年初三分之一的价格;小半个中国注意力被偶像制造吸引,并很长一段时间内沉迷于转发锦鲤。

  于此同时,南极的访客自一颗快速旋转的超大质量黑洞而来,携带着宇宙蛮荒和时间初始的秘密。它们垂直朝地球喷射而来。没有人察觉到这些秘密正在经过。

  但它们中的一些最终被光电探测器捕捉到,并追踪到宇宙深处的源头。这被科学界公认为继引力波探测后的最大物理发现。我们离宇宙的终极谜底又近了一点点。

  王梦影 来源:中国青年报

  2019年01月16日 05 版

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