在科幻電影中,宇宙飛船成功穿過小行星地帶的機(jī)率很小——只有3720比1
小行星地帶形成的示意圖
在科幻電影《星球大戰(zhàn)》中有這樣一個(gè)情節(jié),宇宙飛船飛到了一個(gè)布滿小行星的地帶,飛船被小行星碎片密集的包圍著;飛船中的超級機(jī)器人計(jì)算得出:成功地安全地穿過這個(gè)危險(xiǎn)地帶的機(jī)率很小——只有3720比1。
其實(shí)在現(xiàn)實(shí)的宇宙旅行中,未來的宇航員肯定會(huì)遇到與電影中一樣的情節(jié):宇宙飛船從地球出發(fā)后經(jīng)過某個(gè)小行星地帶,危險(xiǎn)的行星碎片到處飛,飛船將在危險(xiǎn)的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。那么未來的宇航員是如何通過這些危險(xiǎn)的地帶呢?在這些地帶又如何開展工作呢?
小行星地帶是怎么形成的
天文學(xué)家和物理學(xué)家一直相信太陽系是由巨大的氣體、塵埃和冰塊形成。宇宙爆炸將氣體和塵埃擠在一起,它在一個(gè)圈內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度非常快。最終,粉塵開始粘在一起,形成了較大的小行星。更多的其它物質(zhì)圍繞其旋轉(zhuǎn)并與之相撞,并形成沖積物。
科學(xué)家認(rèn)為,在快速旋轉(zhuǎn)的過程中,旋轉(zhuǎn)使一些彗星發(fā)生爆炸,形成了新的星體,這就是我們現(xiàn)在所知的主要小行星地帶的分布;另一種可能是,彗星和其它大型的物體在太陽系里旋轉(zhuǎn)飛行,并在旋轉(zhuǎn)的早期階段發(fā)生爆炸造成了眾多的小行星碎片。
目前很多科學(xué)家接受了這一更簡單的理論——小行星是在太陽系形成過程中剩下的一些物質(zhì),它們沒有成功的粘在一起形成新的星體,而是匯集在一起形成了小行星地帶。
進(jìn)一步認(rèn)識小行星地帶
目前在人類所知道的范圍內(nèi),小行星地帶中的絕大多數(shù)小行星主要屬于以下三種類型:
C型(炭質(zhì)的)——它們占所有已知的小行星數(shù)量的大約75%。 C型小行星被認(rèn)為與太陽有相似的成分,只是沒有氫、氦和其他可燃材料。它們非?!昂诎怠鼻乙孜贞柟猓ㄔ娜绱耍茖W(xué)家們在小行星地帶的外部邊緣就可以找到它們。
S型(silicaceous)——它們占所有已知的小行星的大約17%。其主要成分是金屬鐵和鐵鎂硅酸鹽礦物,它們主要分布在小行星地帶的內(nèi)側(cè)。
M型(金屬的)——大約由8%的小行星主要成分是金屬鐵,它們一般位于小行星地帶的中部。
有趣的是,大多數(shù)直徑大于200米的小行星旋轉(zhuǎn)速度非常緩慢,甚至沒有速度快于2.2小時(shí)/次的小行星。而通過天文觀測,我們會(huì)驚訝的得知,在小行星主地帶中大多數(shù)小行星盡管占用了大量的空間,但是它們只有鵝卵石一樣大的體積,天文學(xué)家估計(jì)整個(gè)小行星地帶的質(zhì)量,低于地球的質(zhì)量的1/1000,或只有月球的一半大小(原文數(shù)據(jù))。
如何在危險(xiǎn)中開展工作
富有戲劇性的是,實(shí)際上只有極少數(shù)的小行星可以造成飛船的損壞,小行星地帶中的空間,要比我們想象中的大??茖W(xué)家通過大量的觀測推測,認(rèn)為就可知的一些小行星地帶是不會(huì)對未來的宇宙飛船造成致命的損壞,因?yàn)檫@些小行星地帶的空間非常大,足以通過目前人類制造的任何宇宙交通工具。
而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人類處理這些危險(xiǎn)小行星的手段也在不斷的變化。在通過這些小行星地帶的時(shí)候,未來的宇航員可以通過更精確的導(dǎo)航和和引力干擾來避免危險(xiǎn)。在這些地帶進(jìn)行工作的時(shí)候,宇航員可以通過一些輔助工具來完成工作,如使用引力推進(jìn)器引導(dǎo)宇航員工作,使用變軌裝置對有威脅的小行星改變它的運(yùn)行軌道等。
科學(xué)家提醒,科幻電影中那種使用武力來摧毀小行星的方式是愚蠢的,反而會(huì)造成更大的威脅。當(dāng)然,在這些小行星地帶,宇航員必須要把自己固定在飛船上,這是最基本的防護(hù)要求。
未來的宇宙飛行充滿了更多的未知數(shù),特別是在未知的小行星地帶進(jìn)行旅行時(shí)人類會(huì)面臨更多的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。就目前的技術(shù)和認(rèn)知水平來說,我們不需要害怕這些危險(xiǎn)的小行星,但是,我們探索的腳步不能停止。(和平)
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