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二零二二年还有几天就结束了,今年最难忘的事之一,是看到了韦伯的照片,即便失智的人,也会为之震撼不已,觉得是奇迹。

人类诞生有五百万年了,第一次清楚地看到那么远,那么久,是一百三十一亿光年之外,或者一百三十一亿年之前,距离宇宙的边缘,距离大爆炸那一刻,已经很近了,竟然历历在目,想不到自己这么一个卑微的只能活几十年的动物也能看见,像当初看到旅行者拍的黯淡蓝点一样动人心魄,这既是太空旅行,也是时间旅行,好像是做了克拉克在《二零零一太空旅行》中那个航天员完成的穿越时空之旅,去到了远在银河系之外的陌生世界,虽然也在想,地球上还有那么多人没饭吃没房住,关注这件事是否有些过分,但仍然还是按捺不住的兴奋。

这让我想到小时候,拿着一本希腊星座的书与星图,用布蒙着手电筒,跑到旷地里去认星。我也想到克拉克说的,为什么人类要去太空,最根本的目的,不是找资源能源,不是找生存空间,而是去找知识,去找美,但知识和美哪个排在前面,他觉得不好说。从韦伯的照片中,就看到了知识和美。知识和美,既是实用的也是无用的。

这张照片也让我想到佛教,恒河之沙,五蕴皆空。某部佛经里,也讲到了世界的起源,跟现代宇宙学有种相似,一念之下,虚空突然的一下涨落,山河世界便都有了。这张照片中看到了释迦牟尼和爱因斯坦,也看到了康德,他说了‌‌‌‌“头顶星空和心中道德‌‌‌‌”。但神秘也更多了,不解之谜更多了。

这个宇宙之‌‌‌‌“外‌‌‌‌”和之‌‌‌‌“前‌‌‌‌”,到底是什么呢?暗物质和暗能量在哪里呢?隐藏起来的更高维度在哪里呢?外星人在哪里呢?上帝在哪里呢?照片上还是看不到。我为什么会存在?宇宙为什么会存在?存在又是什么?我为什么不是活在韦伯拍摄到的那些个星系上的一个生物呢?或者其实一百三十一亿年前我已经在那儿活过一次或多次了?这个韦伯号称人类最贵的单品,美国人从研发到发射它花了二十五年时间,全美二十九个州数千名科学家工程师专业人士参与进来,耗资一百亿美元(中国的天眼望远镜是六亿多人民币),代表了美国科技的最高水平,有最顶级的制造工艺。这是值得骄傲的。

在这张照片面前,国与国的那些分别差异仿佛也暂时荡然无存了,所有的计较争斗都变得好笑。我更加感到的是宇宙的宏大,而人类是那么渺小,正在发生的战争是荒诞和没有意义的。同时,也感到了人类的伟大。这个望远镜便是人类作为一个物种的了不起的进步,而且是在人类走向毁灭边缘的一次向着永生的飞跃。有幸为人是太珍贵了。地球上只有人类才能面对这个星空发出感慨,并能够接近他们称为神的那个存在,或许自此所有的都能释怀,除了一样。

 

 

看到韦布望远镜公布的第一张彩色照片,想起Quanta杂志的Natalie Wolchover写的韦布望远镜。

那篇科学报道获得了2022年普利策奖的释义性报道奖,值得一读——

‌‌“要想回望宇宙的诞生,看见第一群恒星的星光,你必须先磨出一面和房屋一般大的镜子。它的表面必须光滑到如此的地步——如果镜子被放大到一整个大陆那么大,它的上面不会有超出脚踝高度的山峰或低谷。只有这么大这么平的镜子,才能收集并聚焦来自天空中最遥远星系的微弱光线……

即使有了这么特殊的镜子,依然远远不够。

没有人曾见过星系形成之时的样子,原因是几十亿年来,那些古老的星光穿越了不断膨胀的宇宙空间后,已经被大大拉长了。那些最遥远的恒星发出的紫外线和可见光到达这里时,波长被延伸了大约20倍,成了红外线。但红外线同样是原子振动时发出的光——我们称之为‌‌”热‌‌“。同样的红外线从我们的身体、大气和脚下的地面辐射出来。这些本地的热源,彻底淹没了远古恒星弱小的光芒。因此,要观测到那些远古恒星,望远镜的大镜子必须非常冷。它必须被发射到太空。

问题又来了。没有火箭能装下一面有房子那么大的镜子。于是,镜子必须被折叠起来。

为了被折叠,镜子首先必须被分割成由多个镜片组成的蜂窝阵列。

为了共同聚焦产生清晰的图像,镜片们在太空中展开后,必须排列到近乎完美的地步,这就需要精度极高的电机。这些电机能轻轻推动镜片,移动的距离可以精确到仅仅是病毒宽度的一半,以保证所有镜片安装到位。‌‌”

‌‌“Ball 航空航天公司提供的制动器能以10纳米的精度推动镜面,这个宽度仅为头发的万分之一。这些电机的工作原理是‌‌”弯曲‌‌“,即‌‌”将大的运动转化为小的运动‌‌“。‌‌”

‌‌“整个韦布望远镜的重量,只有一个大型地面望远镜重量的2%左右。‌‌”

‌‌“镜子由铍制成,这种材料轻、结实、坚硬,呈粉末状,有毒,是一种令人头疼的东西,但也是唯一可行的东西。铍粉在俄亥俄州被压成块,然后在阿拉巴马州被切割。镜片上再覆一层黄金,因为黄金能极好地反射红外线。最后,加利福尼亚一家专门为这个项目而建造的工厂为镜面抛光。‌‌”

但这样依然还不够。

‌‌“即使被发射到到外太空,地球、月球和太阳仍然会向望远镜辐射出太多的热量,使它无法感知宇宙中最遥远结构的微弱闪烁。

除非,望远镜去到一个特定的点——第二拉格朗日点。在那个点,月球、地球和太阳都位于同一个方向,架设起一个网球场大小的巨幅遮阳罩,望远镜就可以同时挡住这三个天体。通过这样的方式,望远镜终于可以进入极度深寒的状态(-223℃),从而探测到宇宙黎明时的微弱热量。

遮阳罩既是红外望远镜的唯一希望,也是它的致命弱点。

展开时又要足够大,重量又不能超出火箭的承重,遮阳罩只能由薄织物组成。工程师们心知,薄织物是‌‌”不确定的‌‌“,它的运动不可能被完全控制或预测。如果遮阳罩在展开时被钩破,整个望远镜就会变成一坨太空垃圾。‌‌”

‌‌“遮阳罩的材料,研究小组选了Kapton,这是一种光滑的银色塑料,看起来很像薯片袋的内层,厚度只有人类头发的直径。Kapton的撕裂风险不低,因此需要很多层作为冗余ーー研究小组决定安装五层。一个由吊臂、电缆和细绳所组成的系统,将把这五层遮阳罩都充分展开,分离并系紧。‌‌”

首席工程师迈克尔•门泽尔(Michael Menzel)形容这件事有多难,‌‌“如果是刚性的东西,比如一扇门,你安上一条铰链,就可以预测它的运动方式。小菜一碟。但现在给你的是一条软的毯子。在床上推一条毯子,然后试着预测它会变成什么形状?太可怕了。同样的事情也发生在绳子上——每一根拉紧遮阳罩的绳子,可以有一百万种不同的运动方式。更糟的是,在零重力状态下,这些东西可以跑到你不希望它去的地方。‌‌”

‌‌“大约在2004年,2位NASA工程师来到门泽尔的办公室,说他们有办法。其中一人拿起门泽尔桌上的一张纸,把它折成Z字形。遮阳罩可以折叠成许多这样的Z字形,也就是‌‌”手风琴式折叠‌‌“。门泽尔觉得这个办法行得通。

下一个问题是,如何保持遮阳罩处于手风琴折叠状态,直到做好准备时再展开。另一位工程师安迪找到了解决办法:107根固定针,可以像猫的爪子一样缩回。

固定针又带来了另一个棘手的问题:针会造成针孔。如果在展开后,所有五层Kapton上的针孔恰好排成一条直线,就会让阳光通过,加热望远镜的光学器件。

门泽尔说:‌‌”这是个之前根本想不到的小细节,直到你开始做了才发现,天啊,五个针孔有可能排成一列,这事听起来不大,但把安迪搞到借酒浇愁。谢天谢地,他后来想通了。‌‌“安迪勤勤恳恳测试了许久,终于找出了一种方案,使得五层大小各异的Kapton遮阳罩不论怎么展开,上面的针孔都不会排成直线。‌‌”

……

一个又一个小难题,不断出现。结果是,韦布望远镜比原计划迟了14年,预算超了20倍。

在发射之前,所有参与这项工作的人依然提心吊胆。

因为韦布望远镜是一锤子买卖。

当年哈勃望远镜在低地球轨道上,离我们也就559千米,望远镜‌‌“近视‌‌”了,宇航员手里拿个扳手就飞上天去修了。

但是韦布望远镜离我们150万千米。出了任何问题,科学家和工程师们只能抱头痛哭,别无他法。

这个项目的首席科学家,诺奖得主、天体物理学家约翰·马瑟(John Mather)说,‌‌“我们已经尽力去发现所有的错误,进行测试和演习,此刻,我们将把价值数十亿美元的望远镜放在一堆爆炸物上。‌‌”

在成功发射之后,望远镜还要花一个月,以抵达第二拉格朗日点。在此途中,它还要花数百个步骤去把自己的镜子一点点展开,遮阳罩一点点展开,直到巨大的镀金镜子‌‌“花朵‌‌”,盛放在一片更为巨大的遮阳罩‌‌“银叶‌‌”上。

此刻,韦布望远镜静静漂浮在黑暗寒冷的太空中,它背后是太阳、月亮、和所有人类生活的暗淡蓝点。它未来带回的信息,将推进甚至颠覆人类对宇宙的理解。

以上,就是那张彩色照片背后的一小部分故事。

The Webb Space Telescope Will Rewrite Cosmic History. If It Works. (2021). 

 

 

很简单的一件事,坐在一张桌子旁,和喜欢的人一起吃饭,很多人每天都在做,没有多想。对我来说,这是我近一年来一直梦想的事情。我想了很多次吃这顿饭会是什么感觉,现在我终于来了,这似乎并不完全真实。

好久不见的喜欢的人的脸,很多人一起聊天的声音,银器的叮当声,酒杯里酒的嗖嗖声,这些都是陌生的。就连把我抱在椅子上的重力感觉也很奇怪,每次我把杯子或叉子放在桌子上时,我都想要寻找一个魔术贴或一条胶带来固定它。

我已经回到地球四十八小时了。我从桌子上往后推,挣扎着要站起来,感觉就像一个从躺椅上走下来的老人。我开始前往我的卧室:从椅子到床大约二十步。在第三步,地板似乎在我身下倾斜,我跌跌撞撞地走进了一个花盆。当然,这不是地板——这是我的前庭系统试图重新适应地球引力。我又开始习惯走路了。

‌‌‌‌”那是我第一次看到你跌倒,‌‌‌‌“马克说。‌‌‌‌”你做得很好。‌‌‌‌“他从个人经验中知道进入太空后回到重力状态是什么感觉。当我走过萨曼莎时,我把手放在她的肩膀上,她对我微笑。

我平安无事地回到卧室,关上了身后的门。我身体的每一部分都在痛。我所有的关节和所有肌肉都在抵抗重力的压倒性压力。我感到恶心,虽然我没有吐。我脱掉衣服上床,享受床单的感觉、毯子在我身上的轻压、头下枕头的绒毛。所有这些都是我非常想念的东西。我能听到我家人在门后开心的低语声,没有信号失真的声音。我在他们有说有笑的安慰声中渐渐入睡。

一道亮光把我惊醒:现在是早上吗?不,只是亚美子要睡觉了。我只睡了几个小时。但我觉得神志不清。要清醒到足以移动,告诉她我的感觉有多糟糕,这是一场斗争。我现在非常恶心,发烧,而且我的疼痛变得更糟。这和我上次执行任务后的感觉不一样、这要糟糕得多。

我挣扎着起身。找到床的边缘。放下脚,坐起来,再站起来。在每个阶段,我都觉得自己在与流沙搏斗。当我终于站直时,我的腿痛得厉害,除此之外,我还感到更可怕的事情:我全身的血液都在涌向我的腿,就像倒立时血液涌向你的头的感觉。我能感觉到我腿上的组织在肿胀。我拖着脚步走向浴室,努力地将我的体重从一只脚移到另一只脚。左,右,左,右。我走进浴室,打开灯,低头看着我的腿。它们肿胀得认不出,根本不像是腿。

‌‌‌‌”哦,该死,‌‌‌‌“我说。‌‌‌‌”亚美子,过来看看这个。‌‌‌‌“她跪下,捏住一只脚踝,它压上去像水气球一样。她用担心的眼睛抬头看着我。‌‌‌‌”我甚至感觉不到你的脚踝‌‌‌‌“,她说。‌‌‌‌”我的皮肤也在燃烧‌‌”,我告诉她。我的后背、后腿、后脑勺和脖子上都有一种奇怪的皮疹——我与床接触的所有地方。

我去洗手间,拖着脚回到床上,不知道该怎么办。通常,如果我醒来时有这种感觉,我会去急诊室,但医院里也没人见过在太空待了一年的症状。我爬回床上,试图找到一种方法来躺下而不触碰我的皮疹。我能听到亚美子在药柜里翻箱倒柜的声音。她带着两份布洛芬和一杯水回来。当她安定下来时,我可以从她的一举一动、每一次呼吸中看出她在担心我。我们都知道我承担的任务的风险。在一起六年后,即使在无言的黑暗中,我也能完全理解她。

当我努力让自己入睡时,我想知道我的朋友Mikhail Kornienko 是否也患有腿部肿胀和皮疹疼痛——Misha 在和我一起在太空待了将近一年后回到了莫斯科。我怀疑她也是这样。毕竟,这就是我们自愿参加这项任务的原因:研究人体如何受到长期太空飞行的影响。科学家们将在我们的余生甚至身后研究关于米沙和我的数据。

如果我们不了解如何强化航天工程中最脆弱的环节—人的身体和心灵,我们将无法向更远的太空推进,到达像火星这样的目的地。

 

 

科学家发现火星上有多个地下湖泊的证据

(博谈网记者郑典编译报道)据《Engadget》2020年9月29日(周二)报导。

(图片来源:NASA/JPL-Caltech/公有领域CC0)

科学家认为,他们发现了更多证据,证实了早在2018年首次发现的火星表面下存在着大量液态水。事实上,他们相信,在该主湖周围发现了另外三个地下盐水湖-一个巨大的发现,因为这些湖泊是生命的潜在栖息地。

正如《自然》杂志在其有关科学家论文的文章中指出的那样,第一个发现遭到了很多怀疑,因为它仅基于2012年至2015年的29项观察。这项研究及其发现基于2012年至2019年进行的134项观察。

该小组使用了来​​自欧洲航天局(ESA)火星快车的雷达仪器的数据来调查该行星的南极地区。名为‌‌“地下和电离层探测的火星高级雷达‌‌”或MARSIS的仪器能够发射出从地球表面物质弹回的无线电波。不同的材料以不同的方式反射这些信号,并且使用相同的技术在地球上找到地下冰川湖。

在观察到面积约为75,000平方公里的区域后,他们发现了可以将这些信号反射回去的位置,这些位置可以指示出在一公里的冰块中存在水。主湖是在2018年发现的,宽30公里或19英里,而围绕它的三个较小的湖中的每一个都宽几公里。

尽管科学家的发现令人鼓舞,但一些专家仍然认为我们根本不会在此红色星球上找到湖泊。美国宇航局火星侦察轨道计划的行星科学家杰克·霍尔特(Jack Holt,音译)认为,行星表面下没有足够的热量流来使水保持液态。即使我们在火星冰下找到了液态水,也不会自动意味着我们也会找到生命。可以看出,湖泊必须非常咸才能保持液态,但其盐含量不得超过海水含量的五倍,以维持生命。

犹如蒙大拿州立大学的环境科学家约翰·普里斯库(John Priscu,音译)告诉《自然》杂志:‌‌“南极的布里尼泳池... ...没有那么活跃的生命。他们只是被腌制。(在火星上)可能就是这种情况。‌‌”

阅读原文:Scientists find evidence of multiple underground lakes on Mars

好奇永不落幕

2019年,创刊38年的我们休刊了,在报刊式微的背景中,我们很意外,自己的离开,让大家如此挂怀。

《飞碟探索》是一本太特殊的杂志。很多人会因为它,回忆起那样一个年代——大家都曾无比好奇地望向天空,都曾热烈讨论碟状物体的飞行,都曾勇敢地想象人类之外的智慧生命,都愿意相信地球之外的宇宙中有无限可能。

每个阅读过《飞碟探索》的人,都有过一段成为“公民科学家”的时光,那是好奇心与想象力被无限激发的时刻,如同我们身体中来自星辰的原子,正在与遥远光年外的同一物质遥相呼应,彼此牵引。无论身体蜗居在怎样的一隅,脑中总是展开着一副宏大的宇宙图景:我们目睹星云孕育恒星的过程,追溯原子在漫长时间中的湮灭与重生,计算宇宙的年龄、星系的边界和一颗卫星离开地球的轨迹,寻找能够悬停在空中无声运转又急速转弯甚至瞬间消失的飞行动能。

我们都那样平凡,心中却有星辰在列,拥有光年之外的精神世界。

而当世易时移,这本杂志宣布休刊,似乎一个天真的时代宣告落幕,一段追逐和探索的青春也随之逝去。

是否曾经的狂野想象,在这一刻都成为不能提及的荒唐?是否曾经没能解答的好奇,在今天都已经有了结论?

当我们收回想象,隐藏好奇,停止向生活之外的领域探寻,身体中那些曾经悸动过、共振过的频率,也都随之永久沉寂了吗?

网络上的留言、发帖、讨论,缅怀、纪念、感伤,遗憾、惋惜、惊讶,每一点情绪都在互联网的世界里汇聚,成为推动我们回归的能量。

点滴的话语和心意,让我们明白,无论何时,人类都该守护庸常之外的自我,让它不被娱乐和浅薄侵扰,始终保留一点小小的深刻和大大的好奇。

当科学逐渐向未知世界的深处探索,我们惊讶地发现许多认知被颠覆,许多问题失去了讨论的基础,今天的科学与技术带给我们前所未有的角度和视野,很多进展,已经超出了我们的想象。

也许,一个属于天真和好奇的时代再次开启了,人类再次站在了渺小的“我”与庞大的未知世界之间,甚至比我们共同经历的那一次更具幻想、更加颠覆、更令人猝不及防。

无论我们将在几个百年内成为星际物种或数字生物,地球都是我们如今仅有的家园,是我们理解生命、诞生想象、书写的故事的唯一所在。

如果我们迟迟没有搜寻到地外文明的技术印记,地球将是我们所理解的宇宙空间中最奇异的事物。而在这颗奇异的星体上,多的是我们不知道的事,那些组成我们、影响我们、守护我们和即将成为我们的事。

今天,科学的一切新知都在指向一个更加整体化的系统,一个关联度远超过我们想象的纠缠网络。所以,在复刊的第一期,这本杂志希望能从一个更宏观的视角观察我们所在的星球,在不同的探索、发现与故事中,感受人与时空中万物的联结。

天文学最大的浪漫,是发现了我们都来自星辰。如此我们便真的与万物同源,共享同一种聚合与分散的规则,始终受牵引于更强大的能量,在不断膨胀的空间中去往新的领域。而天真与好奇,则赋予了我们行动的力量,它曾是人类演化道路上让爬行与直立、徒手与工具、生食与取火、本能与审美产生分界的那个神秘的偶然,也将会是牵引我们走向下一个探索纪元的最迷人的未知。