格陵兰岛冰川下首次发现巨型陨石坑:直径约31公里 去月球的街头走一走?路还很远

  • kbfzl.cn   来源:旧华网     
2020-1-31

  中新网11月16日电 综合报道据日前〖科学进展〗杂志(Science Advances)刊载的文章称一个科学家小组在格陵兰岛西北部的希亚瓦沙冰川(Hiawatha)下发现了一个巨大的陨石坑其直径约为31公里深约一公里。这是格陵兰岛首次发现这类陨石坑也是世界首次发现冰盖下的陨石坑更是地球上已知25个大陨石坑之一。

  据报道科学家们在研究过程中使用了美国航空航天局从1997年到2016年收集的数据以及通过当地雷达探测获得的信息。科学家们认为陨石坑是因为直径约一公里的铁质的小行星坠落而形成的。研究人员表示陨石坑可能曾对这个地区产生重大涟漪效应甚至可能是全球性的影响。

  参与撰写研究的堪萨斯大学电气工程与电脑科学礼任副教授派登说:“可能曾有碎片进到大气层影响气候与大量融冰的可能性因此加拿大与格陵兰间的内尔斯海峡(Nares Strait)可能曾突然涌入淡水进而影响整个地区的海洋流动。”“证据指出这种影响或许在格陵兰冰盖形成之后发生但研究小组仍在研究确切年代。”

  目前火山口的确切年龄无法确定但研究人员认为它的出现不早于从250万年前到到约1.2万年前这一时间段。

  研究人员最初在2015年有了这项发现而国际研究团队从那时起不停努力验证相关研究结果。他们打算尝试寻回冰川底部融化的物质以了解更多有关陨石坑的时代与对当时地球生命的影响。

  1月3日10时26分嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面预选着陆区并通过“鹊桥”月球中继星传回世界上第一张近差距拍摄的月背影像图。

  在中国探月计划不断传来好消息的同时各国的探月计划也在持续推进人类何时再登上月球又成为热议话题。

  从1969年到1972年美国共完成6次载人登月将12名航天员送上月球。但从此至今47年间全世界再也没有进行过载人登月活动。

  载人登月到底难在哪人类在月球建立基地还需做哪些准备?科技日报记者就此采访了相关专家。

  载人登月要用更大型火箭与飞船

  “载人探月与无人探月最大的不同也是它要解决的最大问题即火箭与飞船的运载能力。”中国航天科工集团二院研究员杨宇光告诉记者。

  杨宇光具体介绍道此次嫦娥四号任务中的长三乙火箭地球同步轨道运载能力是5.5吨奔月轨道运载能力为3.8吨。“因为要携带大量物资与推进剂载人探月的火箭运载能力要大很多很多。”他说美国“阿波罗”计划中使用的土星5号运载火箭是截至目前人类历史上使用过的自重最大的运载火箭高达110.6米起飞重量3038.5吨总推力达3408吨月球轨道运载能力45吨近地轨道运载能力118吨。

  除了火箭载人登月任务还对飞船有很高要求。登月飞船由指令舱、服务舱与登月舱组成。在执行登月任务时登月舱与指令服务舱分离登陆月面指令服务舱则留在月球轨道上。任务结束后航天员驾驶登月舱离开月面与指令服务舱对接之后航天员进入指令服务舱。接着登月舱与指令服务舱再次分离登月舱会被留在月球轨道上指令服务舱则会点火加速进入地月转移轨道最后溅落海面完成返回。

  “该任务要求飞船有极强的变轨能力因为登月舱要进行近月制动其变轨速度大约在八九百米每秒且要留相当的变轨能力从环月轨道返回月地转移轨道。登月舱着陆月面与返回环月轨道的速度增量都接近两千米每秒要实现这个速度飞船一半以上的重量都是推进剂。”杨宇光告诉记者美国的阿波罗计划中登月飞船中的指挥服务舱重量在30吨以上登月舱则在15吨以上。

  除了技术还需烧钱

  众所周知1969年美国东部时间7月20日22时56分美国航天员阿姆斯特朗爬下9级舷梯在月球表面踩下深深印记并说出那句人类航天史上的铭言:“对个人来说这是一小步但对人类来说这是巨大的飞跃。”

  既然几十年前就有了阿姆斯特朗的脚印为何此后再无更多人类的足迹登上月球?“主要是太烧钱了。”杨宇光说“美国之所以中止阿波罗计划就是因为太贵。”

  全国空间探测技术首席传播专家庞之浩曾介绍一枚土星五号火箭造价高达5亿美元一艘阿波罗登月飞船比等重黄金贵十多倍。阿波罗计划历时11年耗资255亿美元为实施该计划NASA每年预算占到美国政府总预算的4.5%左右平均每个美国家庭要负担400多美元。这让美国承受了巨大的经济压力。

  除了伤财阿波罗计划还很劳民。高峰时期参与该工程的有2万家企业、200多所大学与80多个科研机构总人数超过30万。

  “阿波罗计划只是送了三个航天员(其中两个人登月)去月球成本就如此高昂。”杨宇光说当时有一种说法:每发射一艘用于登月的土星五号重型火箭就相当于烧掉一艘航空母舰。

  因为这是一项为了目标不惜代价的工程且技术难度极大因而除了性价比低其可靠性也不高承担着很大风险。杨宇光认为该工程技术途径比较冒进一些设备冗余做得很少从安全性角度来看十分冒险。

  正因此脱离了冷战时期特殊的国际政治环境此后各国在载人登月计划方面都相当谨慎。为了政治目的不惜代价将人送上月球的时代早已终结如今的探月活动注重的是将科学探索与经济利益相结合以探测月球资源为主为未来月球资源的开发利用打基础。

  “要实现从月球往返及建立月球基地首先要解决成本问题。”杨宇光认为核电推进与空间核反应堆两种技术的结合是未来人类以相对比较低的成本开发太空必然要走的途径。

  建立月球基地面临很多坎

  尽管现阶段造假高昂但因为月球独特的地理位置使其成为人类探索深空的跳板以及其丰富的资源经过30多年的沉寂进入21世纪国际社会掀起了新一轮的载人登月浪潮并将在月球建立常驻基地作为目标。

  庞之浩说人类探月的总步骤分为“探、登、驻”三步。美国已走完前两步后续登月活动势必以驻月为目标包括建造能源基地、科研基地等让航天员在月球上长期工作与生活。2017年底特朗普正式签署“太空政策一号指令”要求NASA重启登月计划。

  不过杨宇光说因为月球特殊的环境在那建基地目前来看还非常困难。

  “首先是选址的问题。一种选择是在月球正面即近赤道区域这个区域的好处是易于到达往返地球相对方便但弊端是这里有长达14天的月夜。漫长的黑夜里没有光照没有能量来源这对人类是个极大挑战。”杨宇光表示。

  另一种选择是将基地选址在月球背面南极附近“这个区域有永久光照但是很难到达。”杨宇光说所以如何选址是个两难问题。

  如何就地利用月球本身获取人类赖以生存所必需的资源也是月球基地建设需要解决的重要问题。首先是来自水的挑战。10年前科学家在月球两极地区发现了固态冰冻水的痕迹但并不确定有多厚也不确定其是与土壤混合还是以月球表面的冰层形式出现。印度空间研究组织预计将于明年发射的“月船2号”探测器以及俄罗斯预计将在2022年发射的“月球27号”探测器都瞄准了这些问题。

  有关食物的获取及水的循环利用等多国科学家正在通过建立高闭合度的生物再生生命保障系统来进行探索。其中北京航空航天大学实施的“月宫365”实验共历时370天是世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。该试验特点是载人飞行器进入外太空后可不再需要或很少需要地面物质捧场氧气、水与食物在系统内通过生物技术实现再生航天员可长期在站内工作与生活使得长期载人航天与行星探测成为可能。

  同时在月球上还要克服辐射问题。地球因为有地磁场与大气层保护辐射很小。“但月球上没有全球性磁场有强烈的辐射对机器与元器件会产生影响对人的影响更大。”杨宇光说现在主流观点认为可以用月壤来建立保护屏障。

  此外因为没有大气层保护陨石可直接撞击这对月球基地是极大的隐患所以月球基地在设计上要充分考虑这些因素。

  “无人月球科考站可能会率先建成而要建设有人的月球基地恐怕还需要相当长时间。”杨宇光认为从目前人类的技术储备来看要建立永久性月球基地还有很多技术难题要解决耗费也会十分惊人需要通过多国合作的模式才能实现。(记者 操展露英)

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