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[问答] 登陆火星的意义是什么?火星上有稀缺资源吗?

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920328 发表于 2021-4-10 21:38:47 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
登陆火星的意义是什么?火星上有稀缺资源吗?


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沙发
@Xizi_Y6L06i4m 发表于 2021-4-10 21:39:20 | 只看该作者
 
肯尼迪总统因为那场在莱斯大学的著名登月演讲而名垂史册,用来回复这个问题恰如其分:


约翰 · F · 肯尼迪总统

德克萨斯州休斯顿市

1962 年 9 月 12 日

皮策校长,副校长、州长、众议员托马斯先生,威利参议员和米勒众议员,韦伯先生、贝尔先生、各位科学家和各位贵宾,女士们、先生们:

非常感谢贵校校长让我成为荣誉客座教授。我向你们保证,我的第一次演讲会很简洁。

我很高兴来到这里,尤其高兴的是在此场合来到这里。

我们相聚在这个以实力著称的州,这座以进步著称的城市,这所以知识著称的大学。这三方面我们都需要,因为我们是相聚在变革与挑战并存的时刻,希望与恐惧交织的年代,知识与无知同在的时代。 我们的知识越多 , 就越显露出我们的无知。

世界闻名的科学家今天大多健在并且仍在工作 , 这是显著的事实 ; 我国科学人才每 十二 年翻一番 ,其 增长率 是 我国总人口增长率的三倍多 , 这也是事实。尽管如此,未知事物、未解问题和未尽事业的范围之广仍然远超出我们的集体理解力。

无人能完全知晓我们一路走来到底有多远多快。但你如果愿意,可以把人类有历史记载的五万年浓缩到仅半个世纪的时段内。照此说来,我们对这半个世纪的前四十年知之甚少,仅知道在这四十年的末期,先进的人类学会了用兽皮遮体。 然后,按此标准,人类大约是在十年前才走出洞穴,开始建造其他类型的住所。 直到五年前,人类才学会了书写和使用带轮子的马车。 基督教起源于不到两年前。 今年才出现了印刷机。而在这人类历史的整个五十年期间,蒸汽机在不到两个月之前才提供了新型动力源。

牛顿探索到了地心引力的意义。 上个月出现了电灯、电话、汽车和飞机。 直到上周,  我们才开发了青霉素、电视与 核动力 。那么,如果美国的新型航天器成功登陆金星,则可以不夸张地说,我们将在今天午夜前抵达该星球。

这是惊心动魄的一步 , 如此一步 可 排除旧弊端 , 同时势必会产生新弊端 , 产生新无知、  新问题和新危险。 无疑,浩瀚的太空之旅预示着高回报,但也预示着高成本和高难度。

这就难怪有人会主张我们暂且原地小憩等待。 但是,休斯敦这座城市、德克萨斯这个州和美国这个国家的缔造者们不是消极等待之辈,不是乐于袖手旁观之人。 是勇往直前者开拓了这个国家,他们也必将开拓太空。

威廉 • 布拉德福在 1630 年谈到普利茅斯湾殖民地的建立时说,伟大光荣的壮举无不伴随着巨大的困难,而伟大光荣的壮举必须有足够的勇气才能成功,巨大的困难必须有足够的勇气才能克服。

如果说这部浓缩版的人类进步史对我们有所教益,那就是人类求索知识与进步的坚定意志和百屈不挠的精神。 无论我们是否参加,太空探索都会继续下去。这是人类有史以来的伟大探险事业之一。任何希望领先于别国的国家都不会在这场太空竞赛中甘心落后。

我们的先辈确保了我国成为第一次工业革命浪潮、第一次现代发明浪潮和第一次核动力浪潮的弄潮儿,而我们这一代不想在即将来临的太空时代的浪涛中沉没。 我们要投入到太空时代的大潮中去,而且我们要引领太空时代, 因为,当今世界注视着太空,注视着月球和遥远的行星,而我们已经承诺不会看着太空被征服者的敌意的旗帜所统辖,而是要让太空飘起自由与和平的旗帜。 我们已经承诺不会看着太空充满大规模杀伤性武器,而是要让太空布满知识与理解的仪器。

然而,只有我们的人民一马当先,我国的诺言才能兑现。因此,我们要一马当先。 简言之,我们在科学和工业领域的领导地位,我们对和平与安全的期盼,我们对自己及他人所承担的义务,这一切都要求我们做此努力,要求我们解开太空之谜,要求我们为了全人类的利益解开这些谜,要求我们成为世界领先的航天大国。

我们要在这太空之海扬帆启航,因为那里有新的知识要我们去获取,有新的权利要我们去争取。我们必须为全人类的进步去赢得和利用这些知识和权利, 因为太空科学与核科学及其他所有技术一样,其本身并无善恶之分。 太空科学将成为正义的力量还是邪恶的力量,事在人为。只有美国占有优势地位,我们才能帮助决定,是将太空之海变成和平之海,还是将其变成恐怖的新战场。 我并不是说,我们应当或者将要无设防地对抗对太空的恶意滥用,正如我们无设防地对抗对陆地或海洋的恶意利用。但我要说,我们可以发掘和掌握太空,但不借此为战争之火助燃,不重复人类在我们这个星球上传达指令时所犯的错误。

迄今为止,外层空间尚不存在争斗、偏见和民族冲突。 太空的危险因素对全人类都不利。 征服太空的事业值得全人类全力以赴,和平地合作利用太空的机会可能不会再来。 但有人会问,为什么要登月? 为什么要选择月球作为我们的目标? 他们很可能还会问,为什么要攀登世界最高峰? 为什么三十五年前要飞越大西洋? 为什么莱斯大学队要与德克萨斯大学队比赛?

我们选择登月, 我们选择在本年代登月以及选择实现其他目标,不是因为其易,而是因为其难,因为这一目标有助于我们最大限度地组织和衡量我们的精力和能力,因为这是我们乐于接受的挑战,是我们不愿延宕的挑战,是我们意在必赢的挑战。我们的其他目标也是如此。

正是因为这些理由,我认为,去年做出的将我们的太空计划从低级别提到高级别的决定是我在总统任期内将做出的最重要的决定之一。

过去 24 小时内我们已经看到,我们正在为人类历史上最伟大、最复杂的探险行动建造设施。 我们看到土星 C-1 型助推火箭正在试验,感觉到大地在震动,空气在颤抖。这种火箭的威力是把约翰·格伦送入太空的宇宙神火箭的若干倍,其功率相当于一万辆汽车将油门跳板踩到底时所发出的功率。 我们参观了试验现场,那里有五台 F-1 火箭引擎,每台引擎的威力都相当于土星号全部八台引擎的组合威力。这五部引擎将拼合到一起构成先进的土星发射器,然后送到一座新建的大厦中去组装。这座将在卡纳维拉尔角建造的大厦有 48 层楼高,有一个街区那么宽,其长度是这个运动场长度的两倍。

在最近 19 个月中,至少有 45 颗人造卫星绕地球飞行。 这其中约有 40 颗是“美国制造”,与苏制卫星相比,这些卫星要复杂得多,为世界人民提供的知识也多得多。

水手号飞船正在向金星进发,这是太空科学史上最复杂的航天器。 其发射精度堪比从卡纳维拉尔角向本体育场发射一枚导弹,让其落在 40 码线之间。

导航定位卫星在帮助我们的海上船只掌握更安全的航线。 气象观测卫星为我们提供了史无前例的飓风和风暴警报,也能同样提供森林火灾和冰山警报。

我们经历过失败,别国也是如此,即使他们不承认失败。 他们或许没有我们这么公开。

毫无疑问,我们落后了,而且在载人航天方面还将落后一段时间。 但我们不甘落后,我们将在本年代实现赶超。

关于宇宙与环境的新知识,学习、测绘和观测方面的新技术,用于工业、医学、家庭和学校的新型工具和计算机,这些将充实科学与教育的发展。 像莱斯大学这样的技术院校将得益于这些成就。

最后,太空事业,尽管其本身仍处在初期阶段,却已经造就了大量新公司和数以万计的新就业岗位。 航天工业和相关工业正在产生对投资和技能人才的新需求,而本城市、本州和本地区将在很大程度上分享这种增长。 西部旧边陲上那曾经是最边远的地区将成为科学与航天新前线的最前哨。 休斯敦,你们的休斯敦市,由于有了载人航天中心而将成为庞大的科学与工程界的中心。 在未来五年中,国家航空航天局预计将本地区的科学与工程工作者人数翻一番,将其薪资与经费支出提高到每年六千万美元,为工厂和实验室设施投资约两亿美元,并且在本市的这个中心直接采购或委托制造超过十亿美元的新太空计划项目。

诚然,这一切需要我们大家花掉一大笔钱。 本年度的航天预算是 1961 年 1 月所作预算的三倍,比过去八年航天预算的总和还要多。 此预算目前达到每年 54 亿美元,数额之大令人惊愕,但仍然略低于我们每年在香烟和雪茄上的花费。 航天支出将很快有所上升,从每人每周 40 美分提高到每人每周 50 美分以上,全美男女老幼人人有份,因为我们已经把此项目定为国家重点项目,尽管我明白,鉴于我们现在还不知道有什么好处在等待我们,所以这在一定程度上仍然是信念与憧憬之举。 但是,同胞们,如果听了我下面一席话,就会知道我们必须勇敢面对。我们要将一枚巨型火箭从休斯敦控制中心发射到 24 万英里外的月球上去。这火箭高过  300 英尺,长如这足球场,用新型合金材料制成,其中某些材料尚待发明。这火箭能够承受的温度和应力比我们经历过的高出若干倍,其装配精度比最精密手表的精度还要高。这火箭要承载推进、导航、控制、通讯、食物和生存所需的全部设备,到一个未知的天体上去执行从未尝试过的使命。然后,火箭要安全地返回地面,要以超过每小时两万五千英里的速度重返大气层,因此会产生约为太阳表面温度一半的高温 —— 犹如今天这里的酷署。我们要完成这一切,要万无一失,还要在本年代结束之前完成。

这一切工作都由我一人来做吧,请你们诸位稍安勿燥,暂且纳凉。 [ 笑声 ]

无论如何,我想我们要去做这件事,我们必须付出需要付出的代价。 我并不认为应该浪费金钱,而是认为我们应该完成这项工作。 此工作将在六十年代完成。 当这项工作完成时,你们当中的某些人可能仍然在这所大学读书。 当这项工作完成时,现在主席台上就座的某些人将仍然在任。 但无论如何,这项工作要完成, 在本时代末之前完成。

我很高兴得知,作为美利坚合众国国家壮举的组成部分,本大学将参与送人登月的行动。

多年前,伟大的英国探险家乔治·马洛里在珠穆朗玛峰遇难。此前,有人问他为什么要攀登珠峰。 他答道:“因为山就在那里。 ”

那好,太空就在那里,所以我们要去攀登这座太空之山;月球和行星就在那里;知识与和平的新希望就在那里。 为此,在我们启航之际,我们祈求上帝保佑这人类有史以来所从事的最莫测、最危险、最伟大的探险事业。

谢谢!

转载自肯尼迪图书和档案中心:John F. Kennedy Presidential Library & Museum


人类奋斗了数十万年,
发明了锤子、榔头、剪刀延伸双手,
发明了轮船、汽车、飞机延伸双腿,
发明了电脑、网络、手机延伸大脑,
但这所有的一切都只是在那太阳光中一颗不起眼的灰尘之上。
 第1张图片 光线环这颗灰尘一周只需要0.133秒,
但抵达已知的宇宙边缘却需要460亿年。


我们要探测宇宙,
不是因为它简单,
而是因为它很难,
更因为它就在那里。


推荐一本我本人的关于火星小书书,
<a href="http://www.zhihu.com/lives/918530062763032576" data-draft-node="block" data-draft-type="link-card" data-image="http://pic3.zhimg.com/113921d2c6d52942b651c6235c93684e_ipico.jpg" data-image-width="250" data-image-height="250" class="internal">征服火星:人类从此成为跨行星的物种
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day玄肖 发表于 2021-4-10 21:40:20 | 只看该作者
 
“登陆火星”这四个字光听不就让人热血沸腾了吗!
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2018年5月5日,美国加州范登堡空军基地,宇宙神5号火箭搭载着一艘飞船冲出云层,怒火点燃了黑夜,光芒划破了长空,飞船代表地球人启程:入侵火星!
(图片源自@Cory Huston/NASA)

 第3张图片
205个地球日之后,即2018年11月26日,它的核心船员,一位全副武装的“地质学家”将在火星地表登陆,并把一根长长的探针刺入地下,火星内部隐藏的秘密将被人类一一洞悉,这位地质学家也因此得名洞察号(InSight),一个来自地球的机器人。
(洞察号在火星表面的想象图,探针为热流仪,另一个重要仪器为图中左下方圆形的地震仪,图片源自@NASA)

 第4张图片
洞察号并非孤军作战,更多的机器人入侵者早已登陆多时,最早的一位于1971年到达火星地表,距今已近50年。只不过,这些机器人有的已经粉身碎骨,有的则深陷沙地、绝望求生,仍在“坚持战斗”的少数也是饱经风霜。
即便如此,它们仍是现今人类在地外行星上最强大的“机器人军团”,海盗1号、海盗2号、火星探路者、凤凰号、勇气号、机遇号、好奇号,无一不是战绩斐然、声名赫赫。
(火星上的着陆器和火星车分布图,制图@张靖/星球研究所)

 第5张图片
如果再加上数量众多的飞掠和环绕火星运行的航天器,火星已是“人声鼎沸”。
(火星航天器家族,制图@Jason Davis/The Planetary Society)

 第6张图片
如此多的机器人前仆后继、集聚火星,它们是在筹划一件大事吗?
Ⅰ 火星的秘密
火星是离太阳第四近的行星,位于地球与木星之间,
(火星在太阳系中的位置示意图,图片源自@NASA)

 第7张图片
在肉眼观星的时代,火星在地球的夜空中呈现出比周围星辰更加显著的红色,中国古人称其“荧荧如火”。
(中间偏上的红色亮星为火星,中间偏下的蓝色亮星为角宿一,摄影师@P-M Hedén)

 第8张图片
火星的目视亮度经常发生变化、忽明忽暗,更为诡异的是,它还会在夜空中突然逆行(Retrograde),令人难以捉摸,火星也因此得名“荧惑”。如果逆行发生在心宿(天蝎座),占星术士们称之为“荧惑守心”,意味着皇帝驾崩或者宰相失位为大凶之兆。
(2003年6月-10月发生的火星逆行轨迹,摄影师@Tunc Tezel)

 第9张图片
当天文学步入望远镜时代,1877年,意大利天文学家斯基亚帕雷利(Giovanni Schiaparelli)发现火星地表有许多线条状的地貌,他称这些线条为“沟渠”,但是狂热的大众更愿意相信这些线条正是外星智慧生命开凿出的运河,延续100余年的“火星人”幻想就此拉开帷幕。
(1996年蒂姆·波顿执导的电影《火星人玩转地球》剧照)

 第10张图片
到了航天时代,从1960年起,人类的探测器开始在数千或上万千米处抵近观察,一个更加真实的火星被呈现出来,它拥有太阳系最大最长的峡谷之一——水手峡谷(Valles Marineris),长约4000千米、深达7千米,横跨大半个火星,如同被上帝之剑砍削而成。
(海盗1号拍摄的水手峡谷,图片源自@NASA)

 第11张图片
它拥有太阳系最高的山峰,奥林帕斯火山(Olympus Mons),高度超过2万米,是珠峰海拔的2.5倍。
(奥林帕斯火山,由火星环球勘测者号测绘的假色地形图,火星没有海拔的概念,山峰高度根据人为设定的基准面计算;图片源自@NASA)

 第12张图片
更令人兴奋的是,它还拥有宽阔蜿蜒的河床,流水曾在此奔腾而去。
(火星环球勘测者号拍摄的河道,图片源自@NASA)

 第13张图片
这意味着,看似荒芜的火星曾经有过湿润的时光。人们禁不住好奇,这些水流是否也曾经孕育出欣欣向荣的生命呢?
(海盗1号拍摄的形似人脸的火星丘陵,曾被误传为火星人的形象,实际是光影造成的错视,图片源自@NASA)

 第14张图片
地球上的科学家也开始忙碌起来,他们在南极洲发现了一块火星陨石,编号为ALH84001,其上有类似细菌状的化石结构,极有可能是36亿年前火星上的生命遗存。
(ALH84001陨石上的结构,图片源自@NASA)

 第15张图片
科学界沸腾了!总统激动地在白宫南草坪发表演说:“如果此次发现被证实,它将是科学所揭示的最令人惊叹的认知之一!If this discovery is confirmed, it will surely be one of the most stunning insights into our universe that science has ever uncovered!”
火星是太阳系中最近似地球的天体,直径约为地球的一半,自转轴倾角、自转周期则与地球相当,有着与地球类似的四季交替,一个火星日几乎和地球日一样长。如果太阳系存在地外生命,火星一定是最有可能的那个。
(地球与火星大小比较,制图@张靖/星球研究所)

 第16张图片
但是,想要发现外星生命,仅仅在地球上大海捞针捡拾陨石或者远远地围绕着火星拍照都是不够的,我们必须拿到最直接的证据,最好的办法就是:派人到火星上找!
Ⅱ 出发
1969年7月20日,宇航员阿姆斯特朗迈出了他的一小步,人类仅仅用了4天时间便从地球登上了40万千米外的月球。然而火星远比月球更加遥远,因为公转轨道的不同,火星与地球的最近端相距约5600万千米,是地月距离的140倍;最远端更是高达4亿千米,是地月距离的1000倍。
(地球、火星公转及距离关系示意图,黄色为太阳、蓝色为地球、红色为火星,图片源自@NASA)

 第17张图片
如此巨大的距离变化造成地球夜空中火星亮度差异显著,距离近则又大又亮,距离远则又小又暗。
(地球与火星距离与火星视觉大小变化示意,图片源自@NASA)

 第18张图片
同样也是因为这种距离变化,才会让火星“看起来”突然逆行。
(太阳系其它行星也会产生逆行,火星的逆行最明显,图片源自@NASA)

 第19张图片
另一方面,在实际航行中,人类还没有任何一个推进系统可以强大到让飞船沿着火星与地球的最短距离行驶,我们必须沿着一条椭圆形的轨道,借助地球的公转速度将飞船“甩”到火星,轨道的一端与地球轨道相切,另一端与火星轨道相切,这便是著名的霍曼转移轨道。1925年由德国数学家沃尔特·霍曼(Walter Hohmann)发现并命名。悲剧的是这条轨道长达4亿千米与火星到地球的最远距离相当。
(地球到火星的霍曼转移轨道,图片源自@NASA)

 第20张图片
通过霍曼转移轨道去往火星,仅单程就需要:6个月,比登月的4天长太多了,以20世纪人类尚显稚嫩的航天技术,苏联和美国都不约而同地选择了:机器人。
1971年5月19日、28日,苏联接连发射两艘去往火星的飞船分别携带火星2号(Mars 2)、火星3号(Mars 3)着陆器,以及两辆只有4.5千克的机器人。
(火星3号,上方为着陆器,图片源自@NASA)

 第21张图片
Prop-M火星车,它的双腿由两个滑板构成,可以由无线电信号在地球上远程操控正前方的金属条可以探测障碍物。如果登陆成功,Prop-M将成为漫游火星的第一“人”。
(Prop-M火星车,图片源自@NASA)

 第22张图片
1971年11月27日,在经历半年多的星际航行后,火星2号进入火星轨道。但此时的火星上,一场行星级的沙尘暴正在肆虐,风速高达26米/秒,尘埃在大气中弥漫不散长达1个月。
火星2号着陆器以每秒6千米的速度,一头扎入风暴中,还没有来得及向地球传回数据便和Prop-M火星车一同消失得无影无踪。它是第一个到达火星地表的人造物,虽然是以粉身碎骨的方式。
(2001年一场全球性的火星沙尘暴前后对比,整个星球都被蒙上一层“沙雾”,由哈勃望远镜拍摄,图片源自@NASA)

 第23张图片
火星3号的情况也不乐观,1971年12月2日它成功在火星实现软着陆。
十几秒后,沙尘暴便摧毁了它的通讯系统,从此与地球失去联系。
然而就在这十几秒中,它向地球传回了来自火星地表的第一张照片,照片中似乎是火星的地表与天空,但没有任何东西可以清楚辨认。
(图片源自@Soviet Academy of Sciences)

 第24张图片
科学的高峰,有时是擦干眼泪后才攀登上去的。人类早期探索火星的任务大约2/3都失败了,但火星始终有一种特殊的吸引力。
1975年8月20日、9月9日,美国的两艘飞船海盗1号(Viking 1)、海盗2号(Viking 2)满载着各种仪器向火星再次进发。
(海盗号,上方为着陆器,图片源自@NASA)

 第25张图片
11个月后,海盗1号着陆器开始进入火星大气层,地球上的NASA喷气推进实验室一片焦灼,没有人知道它的命运如何。
20多分钟后,一张高清照片被传至科学家面前,海盗1号“恶作剧”般地对着自己的脚垫区域来了一张局部“自拍”,自拍显示它已经安全抵达且成像系统工作良好。
(有裁剪,原图为宽幅,图片源自@NASA)

 第26张图片
随后,越来越多的图像数据以光速飞向地球,伴随着地球人的兴奋、喜悦、惊讶,火星地表的真实面貌被展现出来。这是一个空旷、贫瘠、乱石遍布的世界,富含铁元素的土壤因为氧化而显得一片橙红,连天空也被浮尘渲染,这就是地球人仰望了成千上万年的红色星球:火星。
(火星地表的第一张彩色照片,海盗1号拍摄,图片源自@NASA)

 第27张图片
着陆后的第8个火星日,海盗1号开始分析火星的土壤,3份样品、3次实验都检测到了强烈的气体释放,这是生命存在的信号,第23个火星日,新的分析又表明火星土壤中没有任何有机物。
矛盾,太矛盾了。
与此同时,6400千米外业已安全着陆的海盗2号也在进行着类似的实验,结果同样矛盾,对火星生命的勘察陷入困局。
(海盗1号采样后在土壤中留下的沟槽,图片源自@NASA)

 第28张图片
之后的海盗1号、2号着陆器继续其他方面的研究,它们使用核能作为电力来源,直到1980年4月11日2号着陆器才因电池故障失联,1982年11月13日,一次软件更新错误地覆盖了天线指向软件,1号着陆器也陷入了沉寂。此时它已经工作超过六年,在很长一段时间内,它都是火星地表存活最久的机器人,这一纪录直到近30年后才被一位新秀打破。
(海盗1号着陆器拍摄的火星日落,图片源自@NASA/Roe van der Hoorn)

 第29张图片
Ⅲ 更酷、更帅、更好奇
1997年7月4日,一艘全新的飞船登陆火星——火星探路者号(MESUR Pathfinder),这是一次新技术的全面预演,大型安全气囊被应用于着陆过程。
(之后勇气号与机遇号也采用了相同的着陆方式,影片《Roving Mars》模拟了全过程,以下同)

 第30张图片
气囊以14米/秒的速度撞击火星地表,第一次反弹高达15.7米,持续弹跳至少15次。
(图片源自@《Roving Mars》)

 第31张图片
当弹跳停止,安全气囊排出气体,
(图片源自@《Roving Mars》)

 第32张图片
再像莲花瓣一样打开,着陆器跃然而出,整个过程在数分钟内一气呵成,完美。
(图片源自@《Roving Mars》)

 第33张图片
苏联人未能完成部署的火星车机器人也在此次登陆中首次成功释放,旅居者号(Sojourner)拥有自主式导航系统,能灵活爬过岩石,前后轮独立操控、可以就地转弯。虽然个头不大,体重只有11.5千克,但相比于之前固定不动的着陆器,却更像是一个活蹦乱跳的地质学家,可以四处漫游寻找有价值的圆卵石和砾岩,后两者都与水源密切相关。
(正在勘测岩石的旅居者号,图片源自@NASA)

 第34张图片
探路者号工作了83个火星日,之后通讯中断,旅居者号也失去联系。如果它没有损坏,想必还在执行人类提前预设的巡游任务,东看西逛。
(正在勘测岩石的旅居者号,图片源自@NASA)

 第35张图片
探路者号、旅居者号的成功为更强更大的火星车铺平了道路,2004年1月3日、25日,人类的火星入侵史上最著名的机器人双雄出场了:勇气号(Spirit)、机遇号(Opportunity)在大型安全气囊的保护下相继成功登陆火星。
(模拟图,图片源自@《Roving Mars》)

 第36张图片

 第37张图片
这是两部双胞胎火星车,每辆重达180千克,高1.5米、长1.6米、宽2.3米,携带全景相机、导航相机以及用于分析岩石、土壤的各种仪器,依靠太阳能电力,火星车可以每小时180米的速度行驶。
(勇气号/机遇号在火星上的想象图,图片源自@NASA)

 第38张图片
着陆之后,它们立即展开搜寻,从巨石表层研磨粉末仔细检查土壤的微观细节。2004年3月科学家宣布,机遇号在岩石中发现液态水存在的证据。数天后,勇气号发现了盐层,极有可能是一条古湖岸线的遗迹。
(勇气号的研究对象之一,火星上的著名岩石阿迪朗达克Adirondack,图片源自@NASA)

 第39张图片
两辆火星车的设计任务时间都是90个火星日,而实际上,它们的工作时长超过6年,它们曾拍摄下辽阔的火星地表全景:
(请将手机横屏观看,机遇号拍摄的火星毅力谷全景,最右侧可见火星车的车迹,图片源自@NASA)

 第40张图片
曾目睹火星“月亮”的升落交替,
(勇气号拍摄的火星卫星运动,左为火卫二,右为火卫一,图片源自@NASA)

 第41张图片
也曾回望地球。
(勇气号拍摄的火星星空中的地球,这是从月球以外的行星表面拍摄的第一幅地球图像,图片源自@NASA)

 第42张图片
2009年5月,奔波了5年多的勇气号,深陷沙地、无法移动,但它仍然通过对车轮搅出的泥土的分析再次发现火星上曾存在水的证据。2010年3月,顽强的勇气号用尽了最后的能量终结了自己的一生。
(勇气号陷入沙地的想象图,图片源自@《Death of a Mars Rover》)

 第43张图片
它的双胞胎兄弟机遇号却依然活力四射,一场风暴恰好吹净了太阳能电池板上沾满的尘土,它焕然一新、电力充沛。
(被尘土覆盖的勇气号太阳能电池板,机遇号的情况类似,图片源自@NASA)

 第44张图片
它下深坑、爬高山、越沙丘、穿平原,四处敲敲打打。截至2018年5月8日,行驶总里程已达45.16千米,创造了地球外无人探测车的最高移动里程。
从少年英姿到老骥伏枥,机遇号还打破了海盗1号的纪录,在火星上存活了14年,堪称全宇宙最坚忍的地质学家。
(请将手机横屏观看,NASA 2015年发布的机遇号跑完“马拉松”的海报,图片源自@NASA)

 第45张图片
一代新人胜旧人,人类对火星的探索从不止步。
2008年5月25日,凤凰号着陆器(Phoenix)登陆火星,并接连发现水冰、火星降雪。
(凤凰号着陆过程最后一步的想象图,当着陆器距离地面570米时,推进器启动,避免与地面相撞,图片源自@NASA)

 第46张图片
2012年8月5日,历史上耗资最贵的火星探测项目,火星科学实验室(Mars Science Laboratory)将一辆巨大的火星车好奇号(Curiosity)送上了火星。
(三代火星车大小比较,左为勇气号/机遇号,下为旅居者号,右为好奇号,图片源自@NASA)

 第47张图片
因为体型过大安全气囊无法承载,好奇号的着陆方式再次革新,一架天空起重机(Sky Crane Maneuver)将它悬吊起来、缓缓下降。
(模拟图,图片源自@NASA)

 第48张图片
好奇号甫一落地,夹钳即剪断系绳,天空起重机随即飞走。
(模拟图,图片源自@NASA)

 第49张图片
现在,辽阔的火星荒原都交给了人类蓬勃跳动的好奇心。
(图片源自@NASA)

 第50张图片
它不需要食物,不需要水,也从不感到孤单,甚至非常善于自拍。
(好奇号自拍照,有意思的是,NASA在发布这张照片时把它的“自拍杆”PS掉了,图片源自@NASA)

 第51张图片
2013年9月26日,好奇号发现火星土壤中的水分高达1.5-3%,完全可以满足未来人类移民的需要;2014年12月16日,NASA宣布好奇号在火星岩石中发现了有机物,这些都让许多人相信,我们正在接近火星生命的真相。
(好奇号在岩石上取样后留下的洞,图片源自@NASA)

 第52张图片
Ⅳ 人类上场
近50年的火星地表探索,机器人战功卓著。现在,该人类上场了。
NASA宣布将在2030年代把人类宇航员送上火星,SpaceX的埃隆·马斯克更是大胆提出最早在2024年就会实现这一目标,而中国几乎可以肯定也一定会实施载人登陆火星的计划。
(人类宇航员在未来拜访海盗2号着陆器的场景,图片源自@NASA)

 第53张图片
未来并不遥远,以现今的宇航员首次进入太空时40岁的平均年龄计算,第一代火星人已经诞生,我们有生之年将亲眼见证,人类成为跨星球物种!
(图片源自@NASA)

 第54张图片



我们的其他回答:
客家人为什么要建土楼?如何评价嫦娥四号成功发射,有什么重要意义?世界上有哪些非常唯美漂亮的桥梁?地理这门学科有多有趣?有哪些世界地理冷知识?如何评价“河南什么样,中国就是什么样”这种说法?美国有哪些方面比中国强?福建地理位置这么差,为什么其经济发展还不错?未来将会朝什么方向发展?旅行者一号到底飞出太阳系没有?人类怎样才能毁掉太阳?西安城怎么样?青岛到底哪好?有哪些城市景观堪称惊艳?为什么秦岭淮河一线被赋予了那么多地理意义?
……THE END……
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地板
kljgvoig 发表于 2021-4-10 21:40:58 | 只看该作者
 
登陆火星的意义是什么呢?科普书《赶往火星:红色星球定居计划》可能能解答这个疑问。
这本书的作者祖布林是一位美国航天工程师。在这本书里,祖布林用生动的语言描述了一个人类到达和移民火星的宏伟计划。同时作者也从科学家的角度解释了如何解决其中的各种技术难题。
乍一听呢,人类登陆火星这件事似乎离我们还很遥远。但在四十多年前其实并不是这样的。
1969 年 7 月 20 日,美国在人类历史上第一次把两名宇航员送上了月球。在这之后的三年半里,美国又先后进行了五次载人登月活动。到 1972 年底,美国一共把 12 名宇航员送上了月球。平均下来每不到三个月,就有一个人踏上月球表面。这也是人类进行太空探索的鼎盛时期。如果在这时的美国街头随便找一个人,让他预测四十年后将会有多少人登上月球,他的答案很可能是一百个人或者更多。如果让他预测人类登上火星的时间,他的答案很有可能是十年或者二十年后。著名的科幻小说作家阿瑟•克拉克就在一部作品里讲述过一个人类在 1984 年登上火星的故事。
如果这位生活在 1972 年的普通人穿越到今天,我们的现代科技肯定会让他感到头晕目眩。智能手机、互联网、电动汽车,这些都是生活在 1972 年的人难以想象的东西。但如果他知道了今天人类在太空探索方面取得的成就,多半会感到很失望。因为就算在今天,登上过月球表面的人还是只有十二个。而且,人类还是没能登陆火星。从某种意义上讲,在过去的四十多年里,人类的太空探索活动几乎是止步不前的。
为什么人类在首次登陆月球将近 50 年后还是没能登陆火星呢?
可能有两个原因。
第一,各国政府认为人类现在的技术无法让宇航员安全地前往火星再返回地球。
第二,各国政府认为把人类送往火星没有实际的价值,所以没有动力去做这件事情。
然而,祖布林在《赶往火星》这本书中坚决地反对了这两种观点。
对第一种观点,祖布林反复强调,人类现在所掌握的技术已经完全能够把宇航员送往火星。他在书中用直白的语言详细解释了使用现有技术把人类送上火星的每一步过程,这点我会在音频后半部分为大家介绍。在作者看来,人类对于太空的探索之所以停滞不前,缺乏的并不是技术,而是决心和勇气。
现在的人类就像是 1492 年的哥伦布,港内的帆船已经准备就绪,水手们已经到位。但他却突然决定取消这次航海,一定要等到喷气式飞机发明后才肯出发,白白错过了探索新世界的机会。
至于第二种认为火星没有实用价值的观点,祖布林认为这更是无稽之谈。在北美洲刚刚被发现的时候,欧洲人也曾经认为那里是一个既遥远又荒凉的地方。今天,还会有人这样认为吗?
作者相信,我们今天所处的年代正是太空大航海时代的起点。宇宙中的星辰大海对于我们来说并不是科幻小说中的情节,而是我们这一代人就会亲身经历的事情。第一个将登上火星表面的人现在就生活在我们之中。在十年或者二十年后,我们会在电视直播画面中看到他跳出火星登陆舱,在火星上留下人类第一个脚印。
聊到这里,大家可能也会很好奇,把人类送到火星去这件事究竟有多难呢?如果人类在四十几年前就登陆了月球,为什么就不能稍微再飞远一点,去登陆火星呢?
下面我们来一起聊一聊这个话题。
如果要把所有具有误导性的图表做一个排名的话,我们课本上的太阳系行星示意图应该会排在第一位。在示意图里,太阳是一个黄色的火球,太阳系里的八颗行星整齐地在太阳旁边排成一条直线,按照这张图上显示的尺寸,火星与地球之间的距离看起来也就比月球远了个两三倍而已。
但如果我们把真实的太阳系尺寸缩小一百亿倍制作一套模型,然后把它摆在足球场上的话,结果会是这样的:
太阳位于球场中央的开球点上,它变成了一个直径 13.9 厘米的球体,大小跟一个柚子差不多。最靠近太阳的水星距离太阳有 5.8 米远,它的大小只有半毫米,像是一粒灰尘。在它后面的金星是另外一粒灰尘,距离太阳 10. 8 米,已经落在了足球场中圈之外。
此时地球是一个直径 1.3 毫米的球体,看起来像一粒小米,它距离太阳有 15 米远。火星是另外一粒小米,它跟太阳的平均距离是 22.8 米,大约处于球场中线和底线之间一半的地方。
接下来是太阳系内最大的行星木星。它的直径有 1.4 厘米,看上去像一颗葡萄。它距离太阳已有 77.8 米远了,已经跑出球场底线之外。剩下的三颗行星土星、天王星、海王星离太阳越来越远,最远的海王星已经在半公里开外了,离太阳差不多有五个足球场那么远。
这,才是太阳系的真实比例。在这个尺度下,人类就是生活在一粒小米上的微型生物。这群微型生物诞生至今,他们去过的最远的地方,是 3.8 厘米之外的月球。3.8 厘米是什么概念呢?大概就相当于你两根指头并在一起的宽度。而现在,这群勇敢的微型生物,正在尝试前往另一粒叫火星的小米。这两粒「小米」它们距离最近的时候也有 6 米远,最远的时候有 40 米远。
所以,前往火星绝不是比人类登月再飞远一点那么简单的事情。
火星离地球最近时大约有 6000 万公里远,最远时有 4 亿公里。如果考虑到去往火星的实际旅行路线,从地球去火星比去月球远了大概 1000 倍。
1969 年的阿波罗 11 号在经过三天的飞行之后到达了月球。而以现在的技术,人类到达火星的单程旅行时间是六个月,往返火星一次大约需要两年半的时间。
这就是说,前往火星的宇航员们需要携带足够使用两年半的食物和氧气,外加从火星返程回到地球所需要的全部燃料。另外,还得保证飞船在太空中可靠地运行两年半的时间,不能出一丁点儿差错。
所以,登陆火星是一件比登陆月球要难上很多、很多倍的事情。作为一名经验丰富的航天工程师,祖布林当然比绝大部分人更加了解其中的困难。但他写这本书的目的,可不仅仅是为了让读者明白前往火星有多难,而是告诉读者如何利用技术手段去解决这些问题。并不需要科幻小说中才有的时空扭曲技术或者反重力引擎。仅仅使用今天已经存在的技术,再加上一点点想象力和决心,人类就可以到达火星并在那里定居下来。
好,前面我们讲了去火星有多么困难,也讲了这些困难利用今天的技术是可以克服的。可能你会问,我们在地球上还有很多问题没有解决,为什么就要现在花这么多钱把人类送到火星去呢?
为了说明这件事情,我想给你先举一个例子。
假设有一名企业家,他把自己所有的资金都存在了一家银行里。这家银行很方便,手续费也很低。但它有一个缺点,就是每隔一段时间就会发生一次大火。每次大火过后,银行里面的现金就会烧毁一大半。这样的大火一共发生过五次,最严重的一次,这名企业家损失了他全部财产的 90%。每次大火过后,他都只能靠着剩下的一点钱艰难经营,再慢慢地积累起新的财富。更糟的是,如果下一次火灾来得再猛烈一些,很有可能会烧掉他所有的财产。这样一来,他就只能选择破产,永远地关闭自己的企业。
如果想要减小破产的风险,他应该怎么做?最好的办法就是把一部分资金取出来存在另一家银行。虽然每家银行都有发生火灾的风险,但两家不同的银行同时发生火灾的概率会大大降低。通过这种方式,他等于给自己的资金上了一道保险。
我们的地球就相当于一个银行,地球上的生命就是存在这家银行里的最宝贵的财产。从地球生命诞生至今,一共经历过五次生物大灭绝。在每一次大灭绝事件中,地球上都有至少 60% 的物种被毁灭。从这个角度来讲,把火星变成人类的第二个家园,就相当于给人类这个种族上了一个保险。
在大多数人看来,我们的地球是一个非常安全的地方,并且这种状态可以永远延续下去。从个人的角度来说,这种看法并没有错,因为一个人类个体的生命只有短短的几十年。但当我们考虑人类整个种族的命运时,就必须从更大的时间尺度来看待这个问题。
我们可以把地球上从有生命诞生到今天的这些时间,压缩为一个月。然后制作成一页挂历,在代表每一天的格子中记录下这一天发生的事情。那么,这页挂历看起来,就会是这样的:




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5#
妖之女子 发表于 2021-4-10 21:41:37 | 只看该作者
 
开拓人类的视野和地球文明的空间范围,推进对火星、太阳系历史等的科学研究,在地球上发生毁灭性灾难时给人类延续的机会,在今后数百年里从火星圈前往整个太阳系。
火星上没有稀缺资源,且太阳系里没有任何行星上有任何稀缺资源能在只靠化学火箭送到地球之后期待利润。
火星也不适合现代人居住,在人类抵达技术奇点之前,火星基地能住几百个人就不错了。在人类对自己的身体进行大幅度改造之前,“在火星上大量住人”或“对火星进行地球化改造”都是极其低效的。
火星的价值更多地体现在火卫一、火卫二上,利用它们建设天钩乃至太空电梯都不需要超越现在的技术和材料,可以从火卫二将冰、铁、碳等对太空开发来说需求量大的资源用很小的速度改变量抛射到内太阳系任何地点,以及前往小行星带和土星圈。这可以作为地球文明在整个太阳系扩展的基础。
在动量交换绳系统完成后,运输物资和旅游就会变得便宜且快捷许多,水星反射镜戴森云之类伟大工程都可以借此开工。在人类今后几千年的发展愿景里,火星圈有其价值。
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6#
情话安念儿 发表于 2021-4-10 21:42:33 | 只看该作者
 
几百年前也有人说大海没有意义,天朝物产丰盈
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7#
綠葉依戀 发表于 2021-4-10 21:43:12 | 只看该作者
 
同理。
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8#
千洳一笑 发表于 2021-4-10 21:43:27 | 只看该作者
 
写在前面:
我也不是业内人士,还只是个毛没有长齐的学生,下面两段话都是网上抄的。关于航天产业是否是暴利行业的细节讨论,我想稍微涉猎的人都可以让我完败。不过,我不认为这些内容的总体思想是错误的。我写这篇回答只是为了说明,航天探索不是只有精神意义,也不单单是我们能去做所以去做。美国为了成为霸主弄了阿波罗计划,不是因为他们登上了月球其它国家没有所以其它国家就服美国,由政界精英组成的国家头脑,肯定不是像小孩子一样我敢怕得高我就是孩子王。登月计划一定是给美国带来了东西,而这些东西成为了美国变成霸主的一部分原因。至于究竟带来了什么,带来了多少,我无法统计,我相信任何一个经济学家也不可能完全统计。这篇回答不会妄想改变国家的投入。仅仅通过搬运,想提供一个关于航天除了精神意义以外的思考方向。评论肯和我讨论我很开心但也诚惶诚恐,不敢多言献丑,以上。
—————————————————————————
资料一:
航天是暴利行业,一般投入一元钱收益是七到十二元,还没算带动起来的科技水平,附加收益和拉动的GDP,截止2011年,我国1100多种新型材料是航天业拉动的,近2000项空间技术用于通信,纺织,石油交通运输,医疗,农业等行业

资料二:
“阿波罗”计划不仅使美国在与苏联的太空争霸中夺回主动权,更重要的是,该计划促进了多个领域的技术进步,催生了液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、计算机、无线通讯等一大批高科技工业群体。后来通过该计划取得的技术进步成果转向民用(4000余项高科技专利、技术被转为民用),带动了美国整个科技的发展与工业繁荣。其二次开发应用的效益,远远超过“阿波罗”计划本身所带来的直接经济、社会效益。有分析称,IBM、惠普、微软、Sun、AT&T和高通等美国商业公司都是或多或少受此恩惠而发展起来的;而波音和通用电气等公司则直接受益于航天科技的发展;甚至羽绒服、旅游鞋技术也是来自“阿波罗”技术的民用化。现在美国领先于世界的信息、生物、新材料等高技术,很大一部分来自对“阿波罗”工程技术的消化、优化和二次开发。这些技术上的突破,既改善了普通美国人的生活,也造福了世界经济和全人类,其深远影响不可估量。北京航空航天大学徐世杰教授说:“‘阿波罗’推动了信息时代的脚步,它使一个时代发生了技术的飞跃,美国几乎所有的技术领域都从20世纪六七十年代的这笔投资中受益。‘阿波罗’计划带来的对航天技术、卫星通信、移动通讯、材料科学、计算机、指挥与控制技术等等的需求和发展,使美国赢得了下一个技术时代——信息时代的控制权。”
“阿波罗”计划在多个领域推动科技发展到今天的水平。“这也许是史上最伟大的工程和科学奇迹之一。它工程浩大,为了把宇航员从地球运送到另一个天体,人们必须探索以前从未想过的新技术。”他说,今天人们使用的多项技术要归功于“阿波罗”计划:信用卡刷卡机所使用的软件,其前身是为管理轨道舱内一系列复杂系统而设计的软件;赛车手和消防员穿的液体冷却服,其前身是为“阿波罗”宇航员制作的在宇航服内穿的设备;军人们吃的野战口粮,其前身是为宇航员在太空准备的冷冻干燥食品。
此外,高登指出,集成电路的改进和硅谷的诞生,也与“阿波罗”计划密切相关,其中集成电路现已应用于几乎所有电子产品。

摘自央视网https://m.baidu.com/from=2001a/bd_page_type=1/ssid=0b5653746576656e5f4c756c75a136/uid=0/pu=usm%401%2Csz%40320_1003%2Cta%40iphone_2_7.0_1_11.7/baiduid=6323E276CF026C8135524368DD32C2A7/w=0_10_/t=iphone/l=3/tc?ref=www_iphone&lid=12376958382140058297&order=6&fm=alop&tj=www_normal_6_0_10_title&vit=osres&m=8&srd=1&cltj=cloud_title&asres=1&nt=wnor&title=%E9%98%BF%E6%B3%A2%E7%BD%97%E8%AE%A1%E5%88%92%E5%AF%B9%E7%BE%8E%E5%9B%BD%E7%BB%8F%E6%B5%8E%E7%9A%84%E9%9C%87%E6%92%BC%E6%80%A7%E6%8B%89%E5%8A%A8_%E6%96%B0%E9%97%BB%E9%A2%91%E9%81%93_..._%E5%A4%AE%E8%A7%86%E7%BD%91&dict=22&w_qd=IlPT2AEptyoA_ykwtB5by3_v1jJPbGEnviUXjw8S8fYtWg15Lzu&tcplug=1&sec=26241&di=bf8b32fcdf95f7b7&bdenc=1&tch=124.312.201.1639.1.1068&nsrc=IlPT2AEptyoA_yixCFOxXnANedT62v3IGB3GRmBX0Cqc95qtva02UgYrEXKhVibIZpPPdDD0sqd5olDS0mMe8BlDtKRhtWwc7Hjkdu_rqtHTUK&eqid=abc3ca1297406800100000015a3789b9&wd=&clk_info=%7B%22srcid%22%3A1599%2C%22tplname%22%3A%22www_normal%22%2C%22t%22%3A1513589245464%2C%22xpath%22%3A%22div-div-div2-a-p%22%7D&sfOpen=1
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9#
srt317 发表于 2021-4-10 21:44:27 | 只看该作者
 
首先火星上的稀缺资源多了去了(虽然说有很多我们都还没发现),然后因为人类的好奇心是推动人类进步的最大动力,还有就是发展太空科技对人类带来的其他方面的科技影响和进步等等。
最重要的是







  





因为它就在那里
Because it is there.
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10#
芷若y幽兰 发表于 2021-4-10 21:45:10 | 只看该作者
 
总有一些人喜欢给自己加戏。

发射神舟的时候,有人说:不如用钱改善教育。
制造FAST的时候,有人说:不如用钱让贫困儿童吃上饭。

但这些人从未付出过实际行动,只是口头上说说罢了。

下面,让我们来温习一下这封著名的信。

1970年5月6日

亲爱的Mary Jucunda修女:

每天,我都会收到很多类似的来信,但这封对我的触动最深,因为它来自一颗慈悲的饱含探求精神的心灵。我会尽自己所能来回答你这个问题。

首先,请允许我向你以及你勇敢的姐妹们表达深深的敬意,你们献身于人类最崇高的事业:帮助身处困境的同胞。

在来信中,你问我在目前地球上还有儿童由于饥饿面临死亡威胁的情况下,为什么还要花费数十亿美元来进行飞向火星的航行。我清楚你肯定不希望这样的答案:“哦,我之前不知道还有小孩子快饿死了,好吧,从现在开始,暂停所有的太空项目,直到孩子们都吃上饭再说。”事实上,早在了解火星之旅的技术之前,我已经对儿童的饥荒问题有所了解。而且,同我很多朋友的看法一样,我认为此时此刻,我们就应该开始通往月球、火星乃至其他行星的伟大探险。从长远来看,相对于那些要么只有年复一年的辩论和争吵,要么连妥协之后也迟迟无法落实的各种援助计划来说,我甚至觉得探索太空的工程给更有助于解决人类目前所面临的种种危机。

在详细说明我们的太空项目如何帮助解决地面上的危机之前,我想先简短讲一个真实的故事。那是在400年前,德国某小镇里有一位伯爵。他是个心地善良的人,他将自己收入的一大部分捐给了镇子上的穷人。这十分令人钦佩,因为中世纪时穷人很多,而且那时经常爆发席卷全国的瘟疫。一天,伯爵碰到了一个奇怪的人,他家中有一个工作台和一个小实验室,他白天卖力工作,每天晚上的几小时的时间专心进行研究。他把小玻璃片研磨成镜片,然后把研磨好的镜片装到镜筒里,用此来观察细小的物件。伯爵被这个前所未见的可以把东西放大观察的小发明迷住了。他邀请这个怪人住到了他的城堡里,作为伯爵的门客,此后他可以专心投入所有的时间来研究这些光学器件。

然而,镇子上的人得知伯爵在这么一个怪人和他那些无用的玩意儿上花费金钱之后,都很生气,“我们还在受瘟疫的苦”,他们抱怨道,“而他却为那个闲人和他没用的爱好乱花钱!”伯爵听到后不为所动,“我会尽可能地接济大家”,他表示,“但我会继续资助这个人和他的工作,我确信终有一天会有回报。”

果不其然,他的工作赢来了丰厚的回报:显微镜。显微镜的发明给医学带来了前所未有的发展,由此展开的研究及其成果,消除了世界上大部分地区肆虐的瘟疫和其他一些传染性疾病。

伯爵为支持这项研究发明所花费的金钱,其最终结果大大减轻了人类所遭受的苦难,这回报远远超过单纯将这些钱用来救济那些遭受瘟疫的人。

我们目前面临类似的问题。美国总统的年度预算共有2000亿美元,这些钱将用于医疗、教育、福利、城市建设、高速公路、交通运输、海外援助、国防、环保、科技、农业以及其他多项国内外的工程。今年,预算中的1.6%将用于探索宇宙,这些花销将用于阿波罗以计划、其他一些涵盖了天体物理学、深空天文学、空间生物学、行星探测工程、地球资源工程的小项目以及空间工程技术。为担负这些太空项目的支出,平均每个年收入10,000美元的美国纳税人需要支付约30美元给太空,剩下的9,970美元则可用于一般生活开支、休闲娱乐、储蓄、别的税项等花销。

也许你会问:“为什么不从纳税人为太空支付的30美元里抽出5美元或3美元或是1美元来救济饥饿的儿童呢?”为了回答这个问题,我需要先简单解释一下我们国家的经济是如何运行的,其他国家也是类似的情形。政府由几个部门(如内政部、司法部、卫生部与公众福利部、教育部、运输部、国防部等)和几个机构(国家科学基金会、国家航空航天局等)组成,这些部门和机构根据自己的职能制定相应的年度预算,并严格执行以应对国务委员会的监督,同时还要应付来自预算部门和总统对于其经济效益的压力。当资金最终由国会拨出后,将严格用于经预算批准的计划中的项目。

显然,NASA的预算中所包含的项目都是和航空航天有关的。未经国会批准的预算项目,是不会得到资金支持的,自然也不会被课税,除非有其他部门的预算涵盖了该项目,借此花掉没有分配给太空项目的资金。由这段简短的说明可以看出,要想援助饥饿的儿童,或在美国已有的对外援助项目上增加援助金额,需要首先由相关部门提出预算,然后由国会批准才行。

要问是否同意政府实施类似的政策,我个人的意见是绝对赞成。我完全不介意每年多付出一点点税款来帮助饥饿的儿童,无论他们身在何处。

我相信我的朋友们也会持相同的态度。然而,事情并不是仅靠把去往火星航行的计划取消就能轻易实现的。相对的,我甚至认为可以通过太空项目,来为缓解乃至最终解决地球上的贫穷和饥饿问题作出贡献。解决饥饿问题的关键有两部分:食物的生产和食物的发放。食物的生产所涉及的农业、畜牧业、渔业及其他大规模生产活动在世界上的一些地区高效高产,而在有的地区则产量严重不足。通过高科技手段,如灌溉管理,肥料的使用,天气预报,产量评估,程序化种植,农田优选,作物的习性与耕作时间选择,农作物调查及收割计划,可以显著提高土地的生产效率。

人造地球卫星无疑是改进这两个关键问题最有力的工具。在远离地面的运行轨道上,卫星能够在很短的时间里扫描大片的陆地,可以同时观察计算农作物生长所需要的多项指标,土壤、旱情、雨雪天气等等,并且可以将这些信息广播至地面接收站以便做进一步处理。事实证明,配备有土地资源传感器及相应的农业程序的人造卫星系统,即便是最简单的型号,也能给农作物的年产量带来数以十亿美元计的提升。

如何将食品发放给需要的人则是另外一个全新的问题,关键不在于轮船的容量,而在于国际间的合作。小国统治者对于来自大国的大量食品的输入很难做出准确的判断,他们害怕伴随着食物一同而来的还有外国势力对其统治地位的影响。恐怕在国与国之间消除隔阂之前,饥饿问题无法得以高效解决了。我不认为太空计划能一夜之间创造奇迹,然而,探索宇宙有助于促使问题向着良好的方向发展。

以最近发生的阿波罗13号事故为例。当宇航员处于关键的大气层再入期时,为了保证通讯畅通,苏联关闭了境内与阿波罗飞船所用频带相同的所有广播通信。同时派出舰艇到太平洋和大西洋海域以备第一时间进行搜救工作。如果宇航员的救生舱降落到俄方舰船附近,俄方人员会像对待从太空返回的本国宇航员一样对他们进行救助。同样,如果俄方的宇宙飞船遇到了类似的紧急情况,美国也一定会毫不犹豫地提供援助。

通过卫星进行监测与分析来提高食品产量,以及通过改善国际关系提高食品发放的效率,只是通过太空项目提高人类生活质量的两个方面。下面我想介绍另外两个重要作用:促进科学技术的发展和提高一代人的科学素养。

登月工程需要历史上前所未有的高精度和高可靠性。面对如此严苛的要求,我们要寻找新材料,新方法;开发出更好的工程系统;用更可靠的制作流程;让仪器的工作寿命更长久;甚至需要探索全新的自然规律。

这些为登月发明的新技术同样可以用于地面上的工程项目。每年,都有大概一千项从太空项目中发展出来的新技术被用于日常生活中,这些技术打造出更好的厨房用具和农场设备,更好的缝纫机和收音机,更好的轮船和飞机,更精确的天气预报和风暴预警,更好的通讯设施,更好的医疗设备,乃至更好的日常小工具。你可能会问为什么先设计出宇航员登月舱的维生系统,而不是先为听力障碍患者造出有声阅读设备呢。答案很简单:解决工程问题时,重要的技术突破往往并不是按部就班直接得到的,而是来自能够激发出强大创新精神,能够燃起的想象力和坚定的行动力,以及能够整合好所有资源的充满挑战的目标。

太空旅行无可置疑地是一项充满挑战的事业。通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题。然而,它所带来大量的新技术和新方法可以用在火星项目之外,这将产生数倍于原始花费的收益。

若希望人类生活得越来越好,除了需要新的技术,我们还需要基础科学不断有新的进展。包括物理学和化学,生物学和生理学,特别是医学,用来照看人类的健康,应对饥饿、疾病、食物和水的污染以及环境污染等问题。

我们需要更多的年轻人投入到科学事业中来,我们需要给予那些投身科研事业的有天分的科学家更多的帮助。随时要有富于挑战的研究项目,同时要保证对项目给予充分的资源支持。在此我要重申,太空项目是科技进步的催化剂,它为学术研究工作提供了绝佳和实践机会,包括对月球和其他行星的研究、物理学和天文学、生物学和医学科学等学科,有它,科学界源源不断出现令人激动不已研究课题,人类得以窥见宇宙无比瑰丽的景象;为了它,新技术新方法不断涌现。

由美国政府控制并提供资金支持的所有活动中,太空项目无疑最引人瞩目也最容易引起争议,尽管其仅占全部预算的1.6%,不到全民生产总值的千分之三。作为新技术的驱动者和催化剂,太空项目开展了多项基础科学的研究,它的地位注定不同于其他活动。从某种意义上来说,以太空项目的对社会的影响,其地位相当于3-4千年前的战争活动。

如果国家之间不再比拼轰炸机和远程导弹,取而代之比拼月球飞船的性能,那将避免多少战乱之苦!聪慧的胜利者将满怀希望,失败者也不用饱尝痛苦,不再埋下仇恨的种子,不再带来复仇的战争。

尽管我们开展的太空项目研究的东西离地球很遥远,已经将人类的视野延伸至月亮、至太阳、至星球、直至那遥远的星辰,但天文学家对地球的关注,超过以上所有天外之物。太空项目带来的不仅有那些新技术所所提供的生活品质的提升,随着对宇宙研究的深入,我们对地球,对生命,对人类自身的感激之情将越深。太空探索让地球更美好。

随信一块寄出的这张照片,是1968年圣诞节那天阿波罗8号在环月球轨道上拍摄的地球的景象。太空项目所能带来的各种结果中,这张照片也许是其中最可贵的一项。它开阔了人类的视野,让我们如此直观地感受到到地球是广阔无垠的宇宙中如此美丽而又珍贵的孤岛,同时让我们认识到地球是我们唯一的家园,离开地球就是荒芜阴冷的外太空。无论在此之前人们对地球的了解是多么的有限,对于破坏生态平衡的严重后果的认识是多么的不充分。在这张照片公开发表之后,面对人类目前所面临的种种严峻形势,如环境污染、饥饿、贫穷、过度城市化、粮食问题、水资源问题、人口问题等等,号召大家正视这些严重问题的呼声越来越多。人们突然表示出对自身问题的关注,不能说和目前正在进行的这些初期太空探索项目,以及它所带来的对于人类自身家园的全新视角无关。

太空探索不仅仅给人类提供一面审视自己的镜子,它还能给我们带来全新的技术,全新的挑战和进取精神,以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。我相信,人类从宇宙中学到的,充分印证了Albert Schweitzer那句名言:“我忧心忡忡地看待未来,但仍满怀美好的希望。”

向您和您的孩子们致以我最真挚的敬意!

您诚挚的

恩斯特史都林格

科学副总监

 第109张图片


下面是没什么卵用的英文版
☆*☆*☆*☆*☆*☆*☆*☆*☆

May 6, 1970

Dear Sister Mary Jucunda:

Your letter was one of many which are reaching me every day, but it has touched me more deeply than all the others because it came so much from the depths of a searching mind and a compassionate heart. I will try to answer your question as best as I possibly can.

First, however, I would like to express my great admiration for you, and for all your many brave sisters, because you are dedicating your lives to the noblest cause of man: help for his fellowmen who are in need.

You asked in your letter how I could suggest the expenditures of billions of dollars for a voyage to Mars, at a time when many children on this Earth are starving to death. I know that you do not expect an answer such as "Oh, I did not know that there are children dying from hunger, but from now on I will desist from any kind of space research until mankind has solved that problem!" In fact, I have known of famined children long before I knew that a voyage to the planet Mars is technically feasible. However, I believe, like many of my friends, that travelling to the Moon and eventually to Mars and to other planets is a venture which we should undertake now, and I even believe that this project, in the long run, will contribute more to the solution of these grave problems we are facing here on Earth than many other potential projects of help which are debated and discussed year after year, and which are so extremely slow in yielding tangible results.

Before trying to describe in more detail how our space program is contributing to the solution of our Earthly problems, I would like to relate briefly a supposedly true story, which may help support the argument. About 400 years ago, there lived a count in a small town in Germany. He was one of the benign counts, and he gave a large part of his income to the poor in his town. This was much appreciated, because poverty was abundant during medieval times, and there were epidemics of the plague which ravaged the country frequently. One day, the count met a strange man. He had a workbench and little laboratory in his house, and he labored hard during the daytime so that he could afford a few hours every evening to work in his laboratory. He ground small lenses from pieces of glass; he mounted the lenses in tubes, and he used these gadgets to look at very small objects. The count was particularly fascinated by the tiny creatures that could be observed with the strong magnification, and which he had never seen before. He invited the man to move with his laboratory to the castle, to become a member of the count's household, and to devote henceforth all his time to the development and perfection of his optical gadgets as a special employee of the count.

The townspeople, however, became angry when they realized that the count was wasting his money, as they thought, on a stunt without purpose. "We are suffering from this plague," they said, "while he is paying that man for a useless hobby!" But the count remained firm. "I give you as much as I can afford," he said, "but I will also support this man and his work, because I know that someday something will come out of it!"

Indeed, something very good came out of this work, and also out of similar work done by others at other places: the microscope. It is well known that the microscope has contributed more than any other invention to the progress of medicine, and that the elimination of the plague and many other contagious diseases from most parts of the world is largely a result of studies which the microscope made possible.

The count, by retaining some of his spending money for research and discovery, contributed far more to the relief of human suffering than he could have contributed by giving all he could possibly spare to his plague-ridden community.

The situation which we are facing today is similar in many respects. The President of the United States is spending about 200 billion dollars in his yearly budget. This money goes to health, education, welfare, urban renewal, highways, transportation, foreign aid, defense, conservation, science, agriculture and many installations inside and outside the country. About 1.6 percent of this national budget was allocated to space exploration this year. The space program includes Project Apollo, and many other smaller projects in space physics, space astronomy, space biology, planetary projects, Earth resources projects, and space engineering. To make this expenditure for the space program possible, the average American taxpayer with 10,000 dollars income per year is paying about 30 tax dollars for space. The rest of his income, 9,970 dollars, remains for his subsistence, his recreation, his savings, his other taxes, and all his other expenditures.

You will probably ask now: "Why don't you take 5 or 3 or 1 dollar out of the 30 space dollars which the average American taxpayer is paying, and send these dollars to the hungry children?" To answer this question, I have to explain briefly how the economy of this country works. The situation is very similar in other countries. The government consists of a number of departments (Interior, Justice, Health, Education and Welfare, Transportation, Defense, and others) and the bureaus (National Science Foundation, National Aeronautics and Space Administration, and others). All of them prepare their yearly budgets according to their assigned missions, and each of them must defend its budget against extremely severe screening by congressional committees, and against heavy pressure for economy from the Bureau of the Budget and the President. When the funds are finally appropriated by Congress, they can be spent only for the line items specified and approved in the budget.

The budget of the National Aeronautics and Space Administration, naturally, can contain only items directly related to aeronautics and space. If this budget were not approved by Congress, the funds proposed for it would not be available for something else; they would simply not be levied from the taxpayer, unless one of the other budgets had obtained approval for a specific increase which would then absorb the funds not spent for space. You realize from this brief discourse that support for hungry children, or rather a support in addition to what the United States is already contributing to this very worthy cause in the form of foreign aid, can be obtained only if the appropriate department submits a budget line item for this purpose, and if this line item is then approved by Congress.

You may ask now whether I personally would be in favor of such a move by our government. My answer is an emphatic yes. Indeed, I would not mind at all if my annual taxes were increased by a number of dollars for the purpose of feeding hungry children, wherever they may live.

I know that all of my friends feel the same way. However, we could not bring such a program to life merely by desisting from making plans for voyages to Mars. On the contrary, I even believe that by working for the space program I can make some contribution to the relief and eventual solution of such grave problems as poverty and hunger on Earth. Basic to the hunger problem are two functions: the production of food and the distribution of food. Food production by agriculture, cattle ranching, ocean fishing and other large-scale operations is efficient in some parts of the world, but drastically deficient in many others. For example, large areas of land could be utilized far better if efficient methods of watershed control, fertilizer use, weather forecasting, fertility assessment, plantation programming, field selection, planting habits, timing of cultivation, crop survey and harvest planning were applied.

The best tool for the improvement of all these functions, undoubtedly, is the artificial Earth satellite. Circling the globe at a high altitude, it can screen wide areas of land within a short time; it can observe and measure a large variety of factors indicating the status and condition of crops, soil, droughts, rainfall, snow cover, etc., and it can radio this information to ground stations for appropriate use. It has been estimated that even a modest system of Earth satellites equipped with Earth resources, sensors, working within a program for worldwide agricultural improvements, will increase the yearly crops by an equivalent of many billions of dollars.

The distribution of the food to the needy is a completely different problem. The question is not so much one of shipping volume, it is one of international cooperation. The ruler of a small nation may feel very uneasy about the prospect of having large quantities of food shipped into his country by a large nation, simply because he fears that along with the food there may also be an import of influence and foreign power. Efficient relief from hunger, I am afraid, will not come before the boundaries between nations have become less divisive than they are today. I do not believe that space flight will accomplish this miracle over night. However, the space program is certainly among the most promising and powerful agents working in this direction.

Let me only remind you of the recent near-tragedy of Apollo 13. When the time of the crucial reentry of the astronauts approached, the Soviet Union discontinued all Russian radio transmissions in the frequency bands used by the Apollo Project in order to avoid any possible interference, and Russian ships stationed themselves in the Pacific and the Atlantic Oceans in case an emergency rescue would become necessary. Had the astronaut capsule touched down near a Russian ship, the Russians would undoubtedly have expended as much care and effort in their rescue as if Russian cosmonauts had returned from a space trip. If Russian space travelers should ever be in a similar emergency situation, Americans would do the same without any doubt.

Higher food production through survey and assessment from orbit, and better food distribution through improved international relations, are only two examples of how profoundly the space program will impact life on Earth. I would like to quote two other examples: stimulation of technological development, and generation of scientific knowledge.

The requirements for high precision and for extreme reliability which must be imposed upon the components of a moon-travelling spacecraft are entirely unprecedented in the history of engineering. The development of systems which meet these severe requirements has provided us a unique opportunity to find new material and methods, to invent better technical systems, to manufacturing procedures, to lengthen the lifetimes of instruments, and even to discover new laws of nature.

All this newly acquired technical knowledge is also available for application to Earth-bound technologies. Every year, about a thousand technical innovations generated in the space program find their ways into our Earthly technology where they lead to better kitchen appliances and farm equipment, better sewing machines and radios, better ships and airplanes, better weather forecasting and storm warning, better communications, better medical instruments, better utensils and tools for everyday life. Presumably, you will ask now why we must develop first a life support system for our moon-travelling astronauts, before we can build a remote-reading sensor system for heart patients. The answer is simple: significant progress in the solutions of technical problems is frequently made not by a direct approach, but by first setting a goal of high challenge which offers a strong motivation for innovative work, which fires the imagination and spurs men to expend their best efforts, and which acts as a catalyst by including chains of other reactions.

Spaceflight without any doubt is playing exactly this role. The voyage to Mars will certainly not be a direct source of food for the hungry. However, it will lead to so many new technologies and capabilities that the spin-offs from this project alone will be worth many times the cost of its implementation.

Besides the need for new technologies, there is a continuing great need for new basic knowledge in the sciences if we wish to improve the conditions of human life on Earth. We need more knowledge in physics and chemistry, in biology and physiology, and very particularly in medicine to cope with all these problems which threaten man's life: hunger, disease, contamination of food and water, pollution of the environment.

We need more young men and women who choose science as a career and we need better support for those scientists who have the talent and the determination to engage in fruitful research work. Challenging research objectives must be available, and sufficient support for research projects must be provided. Again, the space program with its wonderful opportunities to engage in truly magnificent research studies of moons and planets, of physics and astronomy, of biology and medicine is an almost ideal catalyst which induces the reaction between the motivation for scientific work, opportunities to observe exciting phenomena of nature, and material support needed to carry out the research effort.

Among all the activities which are directed, controlled, and funded by the American government, the space program is certainly the most visible and probably the most debated activity, although it consumes only 1.6 percent of the total national budget, and 3 per mille (less than one-third of 1 percent) of the gross national product. As a stimulant and catalyst for the development of new technologies, and for research in the basic sciences, it is unparalleled by any other activity. In this respect, we may even say that the space program is taking over a function which for three or four thousand years has been the sad prerogative of wars.

How much human suffering can be avoided if nations, instead of competing with their bomb-dropping fleets of airplanes and rockets, compete with their moon-travelling space ships! This competition is full of promise for brilliant victories, but it leaves no room for the bitter fate of the vanquished, which breeds nothing but revenge and new wars.

Although our space program seems to lead us away from our Earth and out toward the moon, the sun, the planets, and the stars, I believe that none of these celestial objects will find as much attention and study by space scientists as our Earth. It will become a better Earth, not only because of all the new technological and scientific knowledge which we will apply to the betterment of life, but also because we are developing a far deeper appreciation of our Earth, of life, and of man.

The photograph which I enclose with this letter shows a view of our Earth as seen from Apollo 8 when it orbited the moon at Christmas, 1968. Of all the many wonderful results of the space program so far, this picture may be the most important one. It opened our eyes to the fact that our Earth is a beautiful and most precious island in an unlimited void, and that there is no other place for us to live but the thin surface layer of our planet, bordered by the bleak nothingness of space. Never before did so many people recognize how limited our Earth really is, and how perilous it would be to tamper with its ecological balance. Ever since this picture was first published, voices have become louder and louder warning of the grave problems that confront man in our times: pollution, hunger, poverty, urban living, food production, water control, overpopulation. It is certainly not by accident that we begin to see the tremendous tasks waiting for us at a time when the young space age has provided us the first good look at our own planet.

Very fortunately though, the space age not only holds out a mirror in which we can see ourselves, it also provides us with the technologies, the challenge, the motivation, and even with the optimism to attack these tasks with confidence. What we learn in our space program, I believe, is fully supporting what Albert Schweitzer had in mind when he said: "I am looking at the future with concern, but with good hope."

My very best wishes will always be with you, and with your children.

Very sincerely yours,

Ernst Stuhlinger

Associate Director for Science
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