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    標題 《獨行月球》即將下映,“探月科技”大熱不減
    分類 熱點事件
    內容

    文/克里斯汀

    暑期檔最火的電影是沈騰主演的《獨行月球》。這部國產科幻喜劇在暑假期間爆各種話題,其中關于電影科技含量的話題自上映以來一直比較火熱。

    雖然這部電影特別邀請了專業的科普團隊參與劇情和拍攝的設計和討論,但還是有不少觀眾發現了影片中的諸多不合理之處。

    :電影《獨行月球》海報

    當然,藝術和現實總是有距離的。電影中提到的登月、小行星撞地球、外太空生物培育計劃等高端科技研究一直是熱門項目。

    最近,這些研究項目取得了新的進展。關注這些新發展可能有助于你更專業地“批評”《獨行月球》及其下一本“姊妹書”。

    它要墜毀了!宇宙飛船撞上了一顆小行星,改變了軌道。

    《獨行月球》有不少觀眾質疑沈騰最后用手推核彈炸掉小行星的行為。事實上,美國國家航空航天局(NASA)多年來一直計劃通過炸毀或撞擊小行星來改變小行星的軌道。

    近日,他們宣布打算在9月26日前后使用一艘重約550公斤的試驗飛船撞擊距離地球不遠的一顆小行星,以測試能夠保護地球免受小行星撞擊的方法。

    這項任務被命名為“雙小行星重定向測試”。美國宇航局這次選擇的小行星名字是Dimorphos。Dimorphos目前正在繞比它稍大的小行星Didymos運行,暫時不會對地球造成任何威脅。

    這個任務并不是用宇宙飛船把小行星撞得粉碎,而是改變它現在的軌道,測試通過人為干擾小行星的軌道來保護地球免受小行星撞擊是否有效。

    早在2021年11月,SpaceX的獵鷹9號火箭就搭載DART測試飛船發射升空,該飛船一直在追蹤目標小行星的位置。

    632d3d6f8e9f092b0a61e1ee_10242338.jpg法新社發布了兩張美國宇航局的太空效果圖,顯示一艘宇宙飛船從一顆小行星后面撞擊視覺中國號。

    近日,美國宇航局表示,通過三次機動軌道修正,這艘飛船的任務團隊首次觀測到了目標小行星所在的雙小行星系統Didymos,并打算繼續追趕至距離目標小行星僅約2公里的位置,并計劃于9月26日發射自動制導撞擊Dimorphos。

    如果DART測試飛船能夠以每小時15000英里(約24140公里)的速度撞擊小行星Dimorphos,就可以測試動能撞擊小行星的‘行星防御’理論是否行得通。

    目前,雙小行星系統Didymos以每秒20英里(約32公里)的速度圍繞太陽旋轉,而Dimorphos以每秒30厘米左右的速度圍繞主星運行。

    雖然有很多質疑的聲音,但是這種實驗會不會導致原本對地球無害的小行星意外變軌,真的撞上地球?

    不過,NASA解釋說,DART飛船任務不會改變整個Didymos系統的運行軌道,只是改變系統中小衛星Dimorphos的運行速度。衛星圍繞主星的運行速度可能會有一點點變化,比如每秒幾厘米。

    如果這種方法可行,科學家的想法是將同樣的技術應用于更大的行星。在這次任務之前,科學家們只能在實驗室模擬撞擊事件。DART任務將為科學家改進行星防御計劃提供更多數據。

    發射!新的衛星需要連接到移動電話的‘衛星地線’

    電影中,為了鼓勵月球上的沈騰永不放棄,地球上的人們用微弱的電光組成幾個字符向月球發送信息。

    這種做法當然是可笑的,因為地球上的燈光不應該直接到達月球。最好是直接打衛星電話,前提是月球上有接收信號的基站。

    2022年9月11日,北京,搭載34顆‘星鏈’衛星和‘藍行者3號’通信衛星的獵鷹9號運載火箭再次點火發射,將這些衛星成功送入近地軌道。其中‘藍行者3號’通信衛星是一顆可以幫助地球人與‘天地線’連接的通信衛星。

    配備天基蜂窩寬帶網絡,是美國AST SpaceMobile公司原有的衛星基站3354。用戶可以用普通手機直接訪問它,一個693平方英尺(約64平方米)的巨大相控陣雷達天線。

    通過這個網絡,可以實現從太空直接用普通手機進行寬帶通信的目標。簡單來說,這顆衛星將用于進行‘星地手機直連’試驗。

    :任務資料圖片中的632d3d6f8e9f092b0a61e1ef_10242339.jpg月球車

    據說AST SpaceMobile為了實現星地直接連接,已經投入了大約8500萬美元用于衛星的研發。該公司的工程師已經成功使用‘藍行者3’進行了800多次地面測試,并申請了至少2300項相關專利。

    它在不改變現有普通手機基本配置的情況下,實現了手機與衛星基站在太空中的直接連接。

    這是一項革命性的技術。如果該衛星能夠成功投入大規模使用,將實現全球網絡全覆蓋,為全球近一半無法上網的用戶提供寬帶服務。

    未來,在月球上隨時拿出手機和家人微信視頻可能是一件簡單而日常的事情。

    種菜!中國空間站將完成其“完整的生命周期”

    電影055-79000中的‘頂流’是袋鼠。事實上,選擇如此巨大的生物參與探月計劃暫時還不‘現實’。

    大型生物不僅占用航天器寶貴的空間,而且由于各種原因,很難保證它們在太空環境中長期生存。

    但是太空探索飛船確實把動物帶到了國際空間站進行研究。他們是一群果蠅。選擇果蠅是因為它們是研究人類心臟的好模型。他們分享了在人類中發現的75%的致病基因,他們的心臟類似于早期發育人類的管狀心臟。

    632d3d6f8e9f092b0a61e1f0_10242339.jpg黑腹果蠅是研究人類心臟很好的模型資料圖片。

    2020年,發表在專業期刊《獨行月球》上的一項研究表明,果蠅被送到國際空間站幾周后,心臟的結構和生物化學發生了深刻的變化。

    根據這項研究,如果宇航員長期生活在太空中,他們可能會受到類似的影響,包括可能導致心臟病的潛在細胞和分子變化。

    起初,這項研究是為了了解微重力對心臟的影響?,F在,它可能有助于制定保護和保持宇航員心臟強壯的策略。這項研究也可能提供新的見解來幫助地球上那些長期臥床或患有心臟病的人。

    與動物相比,在外太空進行植物生態實驗似乎更容易。

    2015年,美國國家航空航天局(NASA)在海拔400公里的國際空間站培育出第一株太空百日草;

    2019年,成功登陸月球背面的中國‘嫦娥四號’月球車也完成了‘人類首次月球生物實驗’。在裝有馬鈴薯、油菜、棉花、擬南芥、果蠅和酵母六種植物的“月球裝載生物實驗”罐中,地球植物首次在月球上發芽。

    632d3d6f8e9f092b0a61e1f1_10242339.jpg人類在月球上培育的第一片綠葉圖片來源/中科院

    今年7月,裝有擬南芥種子和水稻種子實驗樣品的實驗裝置被安裝在實驗艙內的生命生態學通用實驗模塊中。目前,擬南芥幼苗已經長葉,高的水稻幼苗已經長到14厘米左右高,矮的水稻幼苗也有4-5厘米高,而且都長勢良好。

    該項目主要研究空間微重力下植物開花調控的分子機制。后續將在空間站完成擬南芥和水稻從種子到種子的全生命周期實驗。在實驗過程中,宇航員將收集樣本,并將其冷凍,最后與宇航員一起返回地面進行分析。

    這將為進一步創造適應空間微重力環境的作物和開發利用空間微重力環境資源提供理論依據。

    632d3d6f8e9f092b0a61e1f2_10242339.jpg微重力下的水稻生長發育圖片來源/中科院

    有水了!十立方月壤就能支持一人一天用水量

    近日,中國首次火星探測任務一批科研成果發布。通過相機圖像和光譜數據,火星車“朱榮”在火星著陸區附近的板狀硬殼巖石中發現了含水礦物。證明該登陸區自10億年前(亞馬遜晚期)就有大量液態水活動。

    通過多源遙感數據,科學家發現烏托邦平原的許多地貌特征表明,該地區可能存在大量水冰。

    與南部高原的海拉斯撞擊盆地相比,烏托邦平原地勢平坦,缺乏明顯的撞擊坑,這揭示了盆地可能經歷了長期的改造,北部荒地的廢料堆積可能意味著這一地區的地質演化歷史上曾發生過一次洪水。

    根據這些地形分析數據,‘祝融’號率先在著陸區尋找火星北半球疑似海岸線的地形。它所訪問的烏托邦平原南部位于推測的古海岸線,物質成分探測器給出了更多的信息,從而找出了海洋存在時期具有相關礦物成分的礦石;然后,‘祝融’用雷達探測水冰,同時也探測地質地貌,看有沒有在古代水冰作用下形成的相關地貌。

    目前‘祝融’號不僅找到了含水礦石,還在后續研究中收集了更多數據支持火星上存在古海洋的假說。

    632d3d6f8e9f092b0a61e1f3_10242339.jpg‘祝融’在火星上的行動影像(視頻截圖)

    前不久,中國科學院地球化學研究所研究團隊對嫦娥五號月壤樣品進行了研究。通過紅外光譜和納米離子探針分析,已經發現嫦娥五號的礦物表層存在大量由太陽風引起的水。據估計,太陽風質子注入嫦娥五號月球土壤貢獻的含水量至少為170ppm。

    這項研究證實了月球礦物是水的重要儲庫,也為月球表面中緯度地區水的分布提供了重要參考。這項成果最近發表在國際學術期刊《細胞報告》上。

    這一最新研究成果意義重大,徹底終結了國際上關于月球上是否存在水的爭議,為月球水的來源和分布提供了依據。

    只要有水,電影《自然 通訊》中的‘月球空間站’建設就更有意義。

    如果能就地取水,建造‘月球空間站’的成本將大大降低。通過這個中轉站,可以將水輸送到外太空的各大空間站,也可以為人類探索更遠的外太空(比如火星)節省巨額成本。

    有人計算過,1立方米月壤約1.5噸,含水量約250克,10立方米就是2.5公斤水,可以滿足一個人日常生存的基本需求。這還不算其他水循環措施可以大大降低實際用水量。

    如果使用核電和機械化生產,這個產水量足夠支持一個科研團隊在月球上生活很長時間。

    但這一數據也表明,這些高含量的水全部來自月球土壤礦物‘嫦娥五號’的‘表層’,很大程度上是以‘羥基’的形式存在,而不是自由水分子,暫時無法被生物直接利用。

    不過,這一研究結果也為我們提供了一個大概的思路:如果太陽風導致的水可以儲存在月球上,那么它也可能存在于與月球環境相似的其他恒星上。

    這樣,人類一定會在太空中有更多令人驚訝的新發現。值得期待。(更多新聞請關注羊城學校pai.ycwb.com)

    632d3d6f8e9f092b0a61e1f4_10242339.jpg原文發表于2022年9月23日《獨行月球》版A10。

    來源 | 羊城晚報 羊城派

    責編 | 易芝娜

    校對 | 趙丹丹

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