中國科學家提出一項大膽“摘星”計劃
新華社資料圖 圖文無關
中國科學家提出一項大膽“摘星”計劃:將與地球擦肩而過甚至對地球產生威脅的近地小天體“抓”回地球,并對其上的資源開發(fā)利用。
“盡管聽起來像科幻,但我堅信這是可以實現(xiàn)的。”提出這一設想的中國科學院國家空間科學中心系統(tǒng)仿真與論證技術研究室研究員李明濤說。
他帶著這個想法參加了最近在深圳舉行的“率先杯”未來技術創(chuàng)新大賽,并入圍決賽。這項比賽鼓勵青年科研人員腦洞大開,暢想具有顛覆性的未來技術,從而提升自主創(chuàng)新能力。
李明濤團隊設想給近地小天體裝上發(fā)動機,插上“飛翔的翅膀”,使其安全進入地球軌道上空;給小天體穿上“拉風”的防熱減速外套,使其安全著陸無人區(qū),從而實現(xiàn)“摘星”計劃。
中國空間技術研究院北京空間機電研究所總工程師黃偉評價說,這個創(chuàng)意很好,技術上具有牽引和帶動作用。
李明濤說,“摘星”計劃必須突破幾大關鍵技術:首先是如何發(fā)現(xiàn)合適目標。越小的天體越難發(fā)現(xiàn),只有當它們飛到地球附近,地面上的望遠鏡才能發(fā)現(xiàn)。李明濤與中國航天科技集團錢學森空間技術實驗室正在開展合作,設想發(fā)射數(shù)顆衛(wèi)星到類金星軌道組成一個星座,用于小天體搜索和光譜測量,希望發(fā)現(xiàn)90%的10米級小天體,從中選取最合適目標。
其次是任務規(guī)劃和操控平臺設計,怎樣設計軌道,如何往返,怎樣捕獲小天體,并精確控制它的軌跡等等,都需要詳細規(guī)劃。
李明濤認為最難的是小天體進入大氣層后的防護和控制,如何設計防熱減速裝置,并讓它的速度從12.5公里/秒降到140米/秒,最后安全著陸在指定的無人區(qū)。
他的團隊設想用充氣防熱減速套,實現(xiàn)防熱、減速、承載等功能。這個套子在發(fā)射時可收攏到直徑5米,到太空后充氣展開可達20米。在其幫助下,小天體無須降落傘和火箭反推制動即可著陸地面。
目前,李明濤團隊已經初步瞄準了一個目標——2014 HB177。這是一顆距地球一兩億公里遠、直徑約6.4米、幾百噸重的小行星。目前科學家還不清楚它的主要成分,需通過觀測和光譜分析才能確定。據(jù)李明濤測算,大約在2029年發(fā)射捕捉器捕捉它,2034年可帶回地球。
具有潛在威脅的近地天體可能會引發(fā)嚴重災難。2013年2月15日,俄羅斯車里雅賓斯克隕石事件,致使1500人受傷,近3000座建筑受損。
另一方面,許多小天體蘊含豐富資源,具有重要科學和經濟價值。小天體是太陽系形成早期遺留的原始物質,在它們冷漠外表下,隱藏著太陽系形成早期的秘密。
目前,美國和日本的探測器在小行星上著陸過。日本的隼鳥一號探測器曾在絲川小行星上著陸并采樣返回。而歐洲對彗星開展過探測。
中國也正積極籌劃去探測游蕩在太空里的小行星。
李明濤說:“我們的設想顛覆了現(xiàn)有小天體取樣返回方式,突破了公斤級的取樣返回方案的限制,一次性可拖回百噸級小天體,促進成規(guī)模的太空采礦和資源開發(fā)利用,能將對地球形成威脅的小天體轉化為可利用的空間資源。”
憶及初心,36歲的李明濤說,童年時在小鄉(xiāng)村常對著滿天繁星和銀河發(fā)呆,偶爾流星劃過天際,心里有無數(shù)的問號。少年時流連在書堆里,癡迷于宇宙無窮的奧秘。大學他選擇了飛行器設計專業(yè),工作后成了一名航天人,參與了中國空間科學衛(wèi)星計劃,并為中國目前飛的最遠的航天器——嫦娥二號飛向日地系統(tǒng)第二拉格朗日點設計了軌道。
“我們的分析表明,小天體操控原理是可行的,其經濟社會效益顯著。”李明濤說,“小行星搜索、防御不是某個國家的事情,而是全人類的事情,是構建外太空人類命運共同體的一部分。”
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