我们为什么要去小行星？

zhiyongz 6个月前 (05-21) 阅读数 #科学

文章标签小行星

太空旅行是一项极其昂贵和困难的事业，那么，我们为什么要坚持呢？在《小行星——爱、恐惧与贪婪如何决定人类的太空未来》中，天体物理学家马丁·埃尔维斯给出了答案——对于小行星探索，人类的强烈动机就是爱、恐惧与贪婪。

作者｜［美］爱德华·哈洛韦尔

［美］约翰·瑞迪

《小行星——爱、恐惧与贪婪如何决定人类的太空未来》，[美]马丁·埃尔维斯著，施韡译，上海科技教育出版社，2023年9月版。

我们为什么要去小行星呢？关于这点，不妨回答另一个问题：我们为什么要去太空呢？在电影中，太空充满了奇异的星球和奇怪的外星人。尽管我们看到了许多恒星系内不同世界的美丽图像，但是就我们真正可及的空间而言，太空似乎是个没有生命、寒冷和不友好的环境。

宇宙别处有我们的容身之所吗？人类未来能够跨越多个世界吗？还是说，我们只能局限在地球上？这取决于我们有多积极。我们的动机又是什么呢？

我们为什么要去太空？

在著名的科幻电视剧和电影系列《星际迷航》（Star Trek）中，“企业”号的船员们大胆地去探索从未有人涉足的陌生世界。柯克（Kirk）船长和他的船员这么做是出于一种冒险精神。正是这种人类探索的强烈欲望，经常被用来作为人类进入太空的主要理由，而且这种想法肯定有一定的道理——我们确实喜欢探索未知。但问题是，几十年来，这种为太空旅行进行辩护的做法并没有让我们走得太远。在过去50年里，总共只有几百人进入了仅仅高出地球大气层一点点的低地球轨道。望远镜和自动化的航天器已经发现了更多和更陌生的新世界，但是并没有人类踏足这些世界。为什么没有呢？

首先，太空旅行成本很高。这也是障碍所在。在《星际迷航》中，以23世纪为背景，金钱已经过时；你想要的任何东西都是在一个叫作复制器的装置里制造的。所以对“企业”号的船员来说，探险的刺激是个足够充分的理由。然而，对我们来说，为了纯粹的探索而选择把纳税人的钱投入其中，确实是一个艰难的选择。还有很多其他需要这些资金的地方。几个宇航员如此冒险的、对地面上公众而言却是不切实际的旅行，真的值这个价钱吗？在21世纪初的世界里，我们做出了选择，答案是“否”，我们并没有像电影里那样大胆地进入太空。现在只有少数人进入太空，而且他们停留的时间都很短。

电影《星际迷航》（2009）剧照。

正如一句箴言所说：“太空举步维艰。”火箭科学是让人为难的——一个小小的错误可能导致满盘皆输，可能以剧烈的爆炸收场。不过，其他技术在开始时也同样不稳定。早期，帆船经常在海上失踪，火车和轮船上的蒸汽机也经常爆炸。但是这并没有阻止我们。解决技术问题并不是真正的障碍所在。但“太空举步维艰”倒是真的，这或许也是一种放弃的理由。

我们需要的是更强的动力。如果我们期望看到人类的探索发展到与太阳系的规模相当的程度，那么我们一定需要一个令人信服的理由，一个让我们从舒适的“沙发”（地球）上离开的理由。

动机是至关重要的，它是我们做任何事情的原因。总有一些强大的力量会唤醒我们的行动。爱、恐惧、贪婪，这三种强大的动力让我们做了很多事情。它们依次创造了不朽的文学和艺术，培养了伟大的军队，引领着我们走遍天涯海角寻找黄金。这三种动机也将推动我们进入太空。原因如下：

·对了解世界的爱，也是了解事物的需要，带领我们进行科学探索。小行星与一些真正重要的问题有着深刻的关联。

·对我们自身毁灭的恐惧，无论是局部规模的毁灭还是整个人类物种的灭绝，都促使我们需要追踪任何可能袭击我们家园的小行星“杀手”。

·我们对太空财富的贪婪，对可以给整个世界带来巨大利益的财富的贪婪，驱使我们重新绘制一幅太阳系版图。在这张地图上，许多小行星都会被画上一个标记“X”，表示：“宝藏正在这里躺着呢！”

正是这三种动机的前景吸引了我们的注意。也就是说，一些重大的激励因素并不总是指向同一个方向。举个例子，股票市场上的交易者总是在对收益的“贪婪”和对损失的“恐惧”之间寻找平衡。正是我们强大动机之间的冲突创造了伟大的艺术。你可以看到在文学作品中充满了爱战胜恐惧和贪婪的故事，当然也有爱在强大力量面前遭遇失败的故事。但我认为我们可以调整这些力量。

我会告诉你们，就我们想到前往小行星这件事情而言，是爱、恐惧与贪婪的共同作用，把我们拉向了小行星的王国。

所有最棒的侦探小说都会说：光有动机是不够的，你还需要找到方法和机会。这些方法包括引进各种各样的人才：建造宇宙飞船的工程师及建造采矿设备的工程师，这两者截然不同；天文学家和地质学家，他们要去勘探矿石；商人和经济学家，他们制订商业方案；还有律师，他们需要处理不可避免的争端，说不定争端还会升级到需要政策专家、外交官甚至军队的程度（尽管我们不希望走到这一步）。

“新太空”运动将新商业思维

带到空间技术领域‍

多亏了“新太空”（NewSpace）运动，现在机会来了。“新太空”运动将一种新的商业思维带到空间技术领域。50多年来，太空探索都是由政府命令、自上而下规划的，而从现在开始，它们要像商业一样运作了。

美国国家航空航天局（NASA）鼓励这种趋势，这样做的结果是，太空完全开放了。创业公司和传统公司都在寻求一系列赚钱的风险投资。在太空活动中创造新经济只需要少量的成功。

我相信，我们将从太空中获得财富，我们对“贪”的满足也将使我们的“爱”和“惧”得到满足。当我们谈及太空时，贪婪是长期被忽视的动机。现在，这种情况已经发生变化了，那些描述即将产生太空万亿富翁的激情四射的文章就是一个标志。现实中有许多“太空学员”——太空旅行的狂热粉丝或许不喜欢用如此简单世俗的话语来思考问题，他们将太空旅行本身视作一种奖励。我们倒希望现在已经到了23世纪（钱不再是问题）。尽管如此，贪婪还是促使其他动机成为可能的动机。从太空中获取利润——最好是那种淘金式的、数量可观的利润——将为空间探索的科学和安全动机，也就是“爱”与“惧”，带来一连串的好处。

电影《2001太空漫游》（1968）剧照。

一旦发现了宝藏，太空旅行就会收回成本。太空资源转变为财富的方式不只小行星，但我把赌注押在小行星身上。这在一定程度上是我的个人偏见，因为我是一名天文学家，而天文学家在推动这项事业方面真的能发挥很大作用。但同时这也是因为小行星是太阳系中人类可获取材料的最大储藏地，是推动我们走出小小的地月系统的一个潜在利润来源。它们就是未来。

为什么天文学家会鼓吹小行星和小行星采矿呢？毕竟，我用世界上最好的望远镜度过了快乐的几十年职业生涯，是它们让我去追求纯天体物理学研究。我试着去理解星系中心巨大的黑洞，当气体向它们倾泻坠落时，它们会变得异常明亮，以至于我们可以一直看到它们，甚至包括那些宇宙最早期的黑洞。我们称这些东西为“类星体”。（你会发现我讨论小行星历史的时候，总会提到一些看上去很不搭调的东西。）那么我是如何被那些“近在咫尺”的小石块分散注意力的呢？

我的出发点是想知道未来的天文学家如何才能将已倾注我整个职业生涯的探索之旅继续下去。我意识到，这个问题很大程度上转变为考虑NASA（美国国家航空航天局）如何能够延长其一长串获得惊人成功的天文任务，在这当中，哈勃空间望远镜、钱德拉X射线天文台和斯皮策空间望远镜一直是旗舰。它们中的每一个都研究一个波段：光学、X射线、红外线。为了研究像我所钟爱的类星体那样发出明亮的“光”的巨大黑洞，我得拥有一整套跨越所有这些波段的望远镜。这是因为类星体并不在乎我们的技术有多么薄弱，而是在整个光谱中尽可能大地宣示自己的力量。正如摇滚乐队Nada Surf（上世纪九十年代中期红极一时的纽约三人乐队）所说：“星星们并不关心天文学。”

所以说，如果我想完全理解它们，我需要很多台工作在每个波段的望远镜。我一点也不孤单。现在大多数天文学家会通过多个波段进行深入研究，这种方法非常有效，“我们生活在天文学的黄金时代”这种话几乎已经是陈词滥调了。

远远没有到可以

进行大规模探索的时候

‍‍

问题是这些基于航天器的天文台越来越昂贵。下一代大型望远镜已经接近美国国会愿意支付的极限了。哈勃望远镜的继任者詹姆斯·韦布空间望远镜耗资约90亿美元。按这个价格我们只能买一个。但是，我们实际上需要（覆盖电磁波的）一整套。所以必须做点什么。

遇到麻烦的不仅仅是我们对遥远宇宙的探索，就连地球附近的探索，我们做得也不太好。太阳系很大。为了计算简单，我们凑个整，环游世界的航程为40000千米。按此计算，走上10倍那么远，你就能到达月球。但是你必须走1000多倍的路程才能到达火星，即使在它离地球最近的时候。太空如此之大，我们还远远没有到可以进行大规模探索的时候。每10年，NASA要求美国国家科学院针对行星科学领域进行一次调查，并提出一份报告，推荐未来10年最优先的目的地。2011年的《愿景与航行》（Vision and Voyages）报告说，到2022年，最优先的三个大型任务应该是火星、木卫二和天王星。

考虑到预算，NASA所能做的就是说：“选一个。”按照现在的速度，一代人就只够做这三个。其他航天机构也有类似的问题。欧洲航天局（ESA）于2019年开始确定其下一个探测目标。他们计划排到2050年，那可是30多年后啊。然而，在我们的太阳系中有将近200个世界需要我们去探索。我可不想等了。

算术告诉我们，必须大幅增加资金和（或）大幅降低成本。想把全世界政府的太空计划数量翻一番，这种可能性极小。唯一的选择是降低成本。资本是降低成本和增加产量的伟大工具。如果利润来自太空，这些项目就不必乞求预算了。基于这种对太空经济的渴求，真正的大规模探索才可以取得成功。

现实完全不是独角兽与彩虹。我想要人类太空飞行，但我发现这只不过是由“阿波罗”计划、《星际迷航》和电影《2001太空漫游》带给我的一种情感上的渴望。但是，说真的，我们应该与内心的史波克（Spock）先生取得联系，对太空进行冷静的分析。作为一名科学家，我受过质疑的训练。当太空项目的支持者们声称拥有巨大的潜在利润时，我本能地把数字装填进去，但是它们并不总是合乎情理的。于是，那些想成为小行星采矿者的人并不欢迎我。