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軍工航天新聞

激光炮太空發(fā)射地表最強(qiáng)水熊蟲到幾光年以外?科學(xué)家玩壞水熊蟲

星之球科技 來源:山西晚報(bào)2022-01-13 我要評(píng)論(0 )   

在各個(gè)星系間來回穿梭,是無數(shù)天文愛好者做過的最瑰麗的夢??上?,現(xiàn)實(shí)不是科幻小說,人類沒有小說里常見的空間折疊、蟲洞穿越、超光速駕駛等技術(shù)?,F(xiàn)有的科技讓星際穿...


在各個(gè)星系間來回穿梭,是無數(shù)天文愛好者做過的最瑰麗的夢。

可惜,現(xiàn)實(shí)不是科幻小說,人類沒有小說里常見的空間折疊、蟲洞穿越、超光速駕駛等技術(shù)。





現(xiàn)有的科技讓星際穿越十分耗時(shí)耗力,想要去新的星系是不可能的。





但加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的物理學(xué)教授菲利普·盧賓(Philip Lubin)和生物學(xué)家喬爾·羅斯曼(Joel Rothman)給出了不同的答案。

他們近期在學(xué)術(shù)期刊《宇航學(xué)報(bào)》上發(fā)表論文,認(rèn)為星際穿越不光能實(shí)現(xiàn),而且還挺容易。





只是,兩位教授想出的方法不是送人類宇航員,而是地球“最強(qiáng)生物”水熊蟲。
他們準(zhǔn)備,用激光將水熊蟲發(fā)射到最近的恒星……





為什么用這種奇怪的方式穿梭星系?

這得從傳統(tǒng)航天技術(shù)的弊端說起。

幾十年來,科學(xué)家們都在使用化學(xué)燃料發(fā)射火箭。





和其他工具比,這個(gè)速度算快了,但在浩瀚的宇宙中,化學(xué)推進(jìn)器實(shí)在太慢。





截至今年,只有不到5個(gè)航天器越過太陽風(fēng)層頂。那里是太陽風(fēng)遇到星際介質(zhì),吹不過去的地方,被視為太陽系的邊界。





用傳統(tǒng)的方式,僅僅是到達(dá)太陽風(fēng)層頂,就要耗費(fèi)幾十年光陰。

第一艘離開太陽系的航天器是航海者1號(hào),它于1977年9月5日發(fā)射,因?yàn)閹状我铀伲娘w行速度比其他航天器都快。





但就算是它,也經(jīng)歷了35年,終于在2012年8月25日穿過太陽風(fēng)層頂,進(jìn)入星際介質(zhì)。

其他航天器也是如此,它們以每小時(shí)超過3.5萬英里的速度前進(jìn),要花40年才能到達(dá)那里。

照這樣的速度,想要去最近的恒星,半人馬座阿爾法星下的比鄰星,需要花費(fèi)8萬年時(shí)間!





(順帶一提,半人馬座阿爾法星就是科幻小說《三體》中三體人的老家)





這么漫長的時(shí)間,人類還存不存在都難說了,這個(gè)方法肯定是不行的。

于是,加州大學(xué)的盧賓教授開始思考,如何用其他非化學(xué)的方式,高速推動(dòng)航天器。

“在現(xiàn)有的物理學(xué)和工程技術(shù)下,只有反物質(zhì)和光子推動(dòng)兩種手段可以用?!彼谡撐闹袑懙?,“因?yàn)榉次镔|(zhì)缺乏可實(shí)現(xiàn)的設(shè)備,那么只剩下光子推動(dòng)?!?/section>





他這里說的光子推動(dòng),就是發(fā)射激光,用激光把航天器送到太空。

盧賓和他的團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向機(jī)器人學(xué)和光子學(xué)。
2015年,在NASA和私人基金會(huì)的支持下,他們設(shè)計(jì)出一款帶太陽帆的小型航天器,用地球或月球上的激光陣發(fā)射后,航天器可以達(dá)到20%到30%的光速。





在約每小時(shí)1億英里的速度下,這些航天器只需要20年左右就能到達(dá)比鄰星!

“這是前所未有的,以接近光速的速度推動(dòng)宏觀物體?!北R賓告訴媒體。

為了接近光速,航天器的質(zhì)量必須盡可能的小,所以盧賓做出來的航天器只有數(shù)克。

它是一個(gè)手掌大的圓盤,看上去像DVD,上面裝滿各種精密的儀器,一路上可以感知、收集和傳輸各種數(shù)據(jù)給地球。





這些航天器屬于NASA下的“星光計(jì)劃”,隨著這個(gè)計(jì)劃項(xiàng)目不斷擴(kuò)大,盧賓說未來會(huì)開發(fā)出質(zhì)量更大、速度較慢的激光發(fā)射航天器,可以讓人類在一個(gè)月內(nèi)完成火星任務(wù)。

為什么要用激光發(fā)射我們搞明白了,





但水熊蟲是怎么回事?





理由其實(shí)很簡單,在航天器達(dá)到克級(jí)后,盧賓意識(shí)到,里面可以容納活物,





既然如此,何不利用這個(gè)寶貴的機(jī)會(huì),研究一下星際旅行會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生什么影響。

想要把生物放進(jìn)狹小的航天器里,讓它在太空環(huán)境下長期存活,能滿足的動(dòng)物寥寥無幾。
而水熊蟲就是其中一個(gè),它可以完美應(yīng)對(duì)太空旅行,簡直像是為此而生的。





水熊蟲也叫作緩步動(dòng)物,它體型極小,只有50微米到1.4毫米,主要生活在淡水和潮濕的土壤中。





這種動(dòng)物對(duì)極端環(huán)境有著超強(qiáng)忍耐力,從-200度到149度都可以生存,上至6000米的雪山,下至4000米的深海,都有它們的蹤影。

水熊蟲可以在真空中存活,可以承受高于人類致死量數(shù)百倍的輻射,在能壓扁人類的6倍海底壓力中也能生活。

缺氧、缺水都不會(huì)殺死水熊蟲,它會(huì)讓身體自動(dòng)脫水,八條腿蜷縮起來進(jìn)入一種“假死”狀態(tài)。





假死時(shí)的水熊蟲新陳代謝極少,只有正常狀態(tài)下的0.01%,看上去沒有生命的跡象。

但幾十年后,哪怕給一點(diǎn)點(diǎn)水,它們就能瞬間復(fù)活,繼續(xù)之前的生命。

因?yàn)檫@種“打不死的小強(qiáng)”特性,盧賓決定讓它成為星際旅行的第一名乘客,讓宇宙看看地球bug級(jí)的動(dòng)物有多厲害。





一同去的還有秀麗隱桿線蟲,它已經(jīng)是太空旅行的老乘客,經(jīng)常在國際空間站和飛船上當(dāng)實(shí)驗(yàn)對(duì)象,曾經(jīng)還從哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)的解體事故中活下來。

雖然抵抗性沒有水熊蟲那樣強(qiáng),但它也可以通過脫水和冰凍進(jìn)入假死狀態(tài)。





被冰凍幾十年后的幼蟲能立刻復(fù)活,很快發(fā)育為成蟲,兩天后生下數(shù)百個(gè)后代。





在缺少食物或過度擁擠的環(huán)境里,幼蟲會(huì)進(jìn)入替代發(fā)育階段,可以在不進(jìn)食的情況下存活數(shù)月。

因?yàn)樾沱愲[桿線蟲的基因組被研究得很透,負(fù)責(zé)生物的羅斯曼教授正在修改它的基因,希望能增強(qiáng)它對(duì)太空輻射的抵抗力。





完工后,水熊蟲和秀麗隱桿線蟲將被裝在航天器上,每個(gè)圓盤里裝數(shù)千個(gè),它們自動(dòng)進(jìn)入冰凍的假死狀態(tài)。

這些生物會(huì)一直在假死狀態(tài)中飛行,等航天器到特定位置后,內(nèi)置的芯片會(huì)發(fā)熱,將它們喚醒。





之后,其他儀器會(huì)檢測星際旅行對(duì)它們造成的影響,把結(jié)果發(fā)給地球。





“在航天器以接近光的速度飛離地球時(shí),我們可以檢測它們對(duì)受訓(xùn)動(dòng)作的記憶能力。”羅斯曼說,“我們可以檢查它們的新陳代謝、生理機(jī)能、神經(jīng)功能、繁殖和衰老情況?!?br/>
“在實(shí)驗(yàn)室里做的實(shí)驗(yàn),大部分都可以在太空中的芯片上進(jìn)行?!?/section>





自2015年起,加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的研究人員一直在為前往其他恒星做準(zhǔn)備,但到現(xiàn)在,他們還不清楚航天器何時(shí)能出發(fā),也許需要好些年。

但網(wǎng)友們已經(jīng)慌了,他們擔(dān)心水熊蟲分分鐘入侵外星,宇宙要被污染了。

“這就是胚種論的起源。不,生命不是來自太空隕石的撞擊,碰巧落到一個(gè)毫無防備的星球上。
不是這樣的。
胚種論的真正起源是,一群無聊至極的太空猴子用超華麗的激光大炮,到處發(fā)射水熊蟲。
這劇本它自己就寫出來了?!?/section>





(注:胚種論是生命起源的一種理論,認(rèn)為地球上的生命來自一塊攜帶微生物的隕石)

“好哇,向太空發(fā)射數(shù)十億睡覺的水熊蟲,各個(gè)方向瘋狂發(fā)射。十億年后,我們?nèi)祟惥涂恐芟x老弟去殖民所有星球了?!?/section>





“千年后,外星文明會(huì)來攻擊我們的,罪名是我們竟然派水熊蟲突擊隊(duì)偷襲它們?!?/section>





“艸,也許這就是我們?nèi)祟愡@個(gè)物種存在的目的吧,向盡可能多的星球發(fā)送水熊蟲,播撒盡可能多的生命種子。這樣,總有些生命能活下來?!?/section>





盧賓說他們已經(jīng)考慮了其中的倫理問題,認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目不會(huì)污染其他星球。

“有些人談到傳播生命,也就是所謂的胚種論。即生命通過彗星傳播到地球,或是另一個(gè)文明故意散播生命到地球。如果我們真的這樣散播生命,確實(shí)會(huì)造成大問題?!?br/>
“但到目前為止,還沒有對(duì)外污染的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)槿魏慰拷渌行堑奶綔y器都會(huì)在它們的大氣層中燒毀,或在地表撞擊中毀掉?!?/strong>





“同時(shí),我們的航天器是單程飛行,所以沒有外星微生物帶到地球的危險(xiǎn)?!?br/>
2019年,裝著水熊蟲的以色列月球探測器在月球上墜毀,當(dāng)時(shí)造成不小的恐慌,擔(dān)心水熊蟲會(huì)統(tǒng)治月球。

一群科學(xué)家拿地球上的水熊蟲做實(shí)驗(yàn),用901米每秒的炮彈把它們轟死后,證明了它們沒法在墜毀事故中存活。





飛到4.2光年以外的比鄰星,水熊蟲們活下來的概率就更小了,一路上可能遇到各種事情,機(jī)毀蟲亡。

但……





萬一呢……





萬一真的散播出生命呢?

盧賓等人不愿意為這個(gè)可能性停止行動(dòng),雖然停止確實(shí)是最保險(xiǎn)的方法。

“我認(rèn)為不斷探索是我們?nèi)祟惖拿\(yùn)?!绷_斯曼說,“我們在越來越小的維度上探索,找到次原子粒子。我們也在越來越大的維度上探索。





這種不斷探索的動(dòng)力,是我們?nèi)祟愡@個(gè)物種的核心?!?br/>
“探索的欲望是與生俱來的,我認(rèn)為不應(yīng)該,實(shí)際也不會(huì)去壓抑它?!?br/>





好吧,人類科技的進(jìn)步,總是在各種冒險(xiǎn)中進(jìn)行的,這次也不例外。





只是,如果真的出問題,我們不會(huì)知道遙遠(yuǎn)的太空會(huì)發(fā)生什么……



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