可憐，卑微的人類。

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人類一直以為自己是宇宙的中心。這種想法自古就有，盡管目前人類對太空的理解取得了巨大的進(jìn)步，但仍然存在很多知識(shí)盲點(diǎn)。

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第一個(gè)盲點(diǎn)就是，我們才發(fā)現(xiàn)星際物體穿越太陽系。

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2017年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)星際物體—奧陌陌，它對太陽系進(jìn)行了短暫的訪問，然后離開太陽系進(jìn)入宇宙其他空間?？茖W(xué)家認(rèn)為它將穿越整個(gè)宇宙，進(jìn)行一個(gè)永恒的旅行。

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星際彗星2L/鮑里索夫的發(fā)現(xiàn)。望遠(yuǎn)鏡工程師同時(shí)也是業(yè)余天文學(xué)家——熱納迪·鮑里索夫在一次恒星聚集中發(fā)現(xiàn)了它，并以他的名字命名了這顆星際彗星。

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鮑里索夫住在烏克蘭克里米亞天文臺(tái)附近的瑙奇尼，在那里，他發(fā)現(xiàn)了C/2013 N4彗星。圖示是他的兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡。圖源：奧列格·布魯茲加洛夫

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但很難對星際物體進(jìn)行深入研究——它們來的快去的也快。特別是鮑里索夫彗星，它以每秒32.2公里(每秒20英里)的速度向太陽系靠近，速度非?？?。

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那么，可以發(fā)射宇宙飛船追尋星際訪客嗎?

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“宇宙飛船的速度必須非?？?，已有的推進(jìn)技術(shù)還不夠應(yīng)付這種場面”

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麻省理工學(xué)院航空航天系教授——理查德·利納雷斯一直在思考的問題。他想出了個(gè)辦法。

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這個(gè)辦法就是——?jiǎng)討B(tài)軌道彈弓。NASA已經(jīng)介入他的研究，美國國家航空航天局創(chuàng)新先進(jìn)概念(NIAC)已經(jīng)選擇了利納雷斯的想法作為第一階段的資助對象。NIAC是為創(chuàng)新航天概念提供資金的機(jī)構(gòu)，鼓勵(lì)有潛力的太空探索想法。

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NIAC在空間科學(xué)界享有盛譽(yù)。他們資助了一些研究，比如由輕型核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的深空探測器，極端環(huán)境下的樣本返回系統(tǒng)，由直接核聚變驅(qū)動(dòng)的冥王星軌道器和著陸器，以及其他幾十個(gè)項(xiàng)目。

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在麻省理工學(xué)院發(fā)布的一份新聞稿中，利納雷斯說，觀測宇宙空間觀測系統(tǒng)的星際物體存在許多基本問題亟待解決。

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首先，從地球上看，它們通常很小。太陽光線需要以某種方式照亮它們，這樣我們的望遠(yuǎn)鏡才能探測到它們。

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其次，是它們超快的速度。“它們的飛行速度極快，我們很難在它們遠(yuǎn)離地球之前進(jìn)行深度探測。”如何設(shè)計(jì)火箭推進(jìn)技術(shù)，才能追上它們？

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既然是這樣，那么，利納雷斯的動(dòng)態(tài)軌道彈弓是如何解決這些棘手的問題呢？

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“這將是首次獲得其他類太陽系的組成數(shù)據(jù)?！?/span>

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麻省理工學(xué)院地球、大氣和行星科學(xué)系的本杰明·韋斯認(rèn)為這個(gè)想法是圍繞太陽帆展開的。太陽帆是一種基于恒星壓力或來自太陽的光子壓力的推進(jìn)裝置。通過使用一種輕薄的反光材料來捕捉這些質(zhì)子，就像帆船的帆捕捉風(fēng)一樣，航天器可以在太空中推進(jìn)。比如行星協(xié)會(huì)的“光軌2號”宇宙飛船。但太陽帆有其局限性，它們在非常輕的宇宙飛船上非常有效。

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不過，輕型航天器只是利納雷斯概念的一部分。

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利納瑞斯的構(gòu)想是在我們太陽系的邊緣放置一組靜止的衛(wèi)星，而且它們的質(zhì)量面積比非常低。即使在我們太陽系的邊緣，也有足夠的陽光來推動(dòng)太陽帆航天器，只要帆足夠大，航天器的質(zhì)量足夠小。

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這些衛(wèi)星會(huì)一直守在原地直到發(fā)現(xiàn)有ISO入港，利納雷斯稱它們?yōu)殪o態(tài)衛(wèi)星。由于它們是靜止的，所以它們的初始狀態(tài)是零速，這是這個(gè)想法的巧妙之一。一份新聞稿表明，一旦太陽帆釋放能量，儲(chǔ)存的能量將利用太陽的力量，以自由落體的軌跡奔向ISO。

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如果進(jìn)展順利，航天器就可以派出一顆納米衛(wèi)星繞ISO軌道運(yùn)行，并在其上放置傳感器。

主航天器不需要減速，這將極大地復(fù)雜化任務(wù)。

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利納雷斯說，飛行任務(wù)往往更容易，因?yàn)樗鼈儾恍枰怕俣?，只要飛過物體，并獲得盡可能多的圖片。跟蹤任務(wù)比較困難，因?yàn)槟惚仨殰p速并與物體的速度相匹配。在星際物體周圍停留的時(shí)間越長，收集的數(shù)據(jù)就越多。所以跟蹤任務(wù)更有意義。

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為了最好地覆蓋太陽系周圍，麻省理工學(xué)院助理教授理查德·里納雷斯設(shè)想了一個(gè)“靜區(qū)”星座，它們相互溝通并協(xié)同工作，只有在最佳位置激活靜區(qū)才能成功飛越或與星際物體會(huì)合。星群中的其他國家可以繼續(xù)等待下一個(gè)ISO的出現(xiàn)。圖片來源:理查德·利納雷斯，麻省理工學(xué)院。

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利納雷斯并不是這個(gè)概念背后的唯一一人。還有其他三個(gè)研究團(tuán)隊(duì)也參與了，包括噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的達(dá)蒙·蘭道。這個(gè)團(tuán)隊(duì)花了9個(gè)月的時(shí)間來研究他們的概念。他們需要理解這是否真的可行并充實(shí)概念。

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無論這個(gè)概念是否能夠?qū)崿F(xiàn)，但研究和近距離觀測ISO的科學(xué)價(jià)值是毫無疑問的。

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來自麻省理工學(xué)院地球、大氣和行星科學(xué)系的團(tuán)隊(duì)成員本杰明·韋斯說，近距離研究星際物體可能會(huì)徹底改變我們對行星形成和進(jìn)化的理解，進(jìn)一步了解物體在太陽系之間的移動(dòng)速度有多快，有多普遍，這同時(shí)也將促進(jìn)生命在星際間轉(zhuǎn)移的可行性分析。

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光帆2號飛船展開太陽帆的插圖。光帆2號可能是最著名的太陽帆航天器。圖片來源:Josh Spradling /行星協(xié)會(huì)

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NIAC已經(jīng)批準(zhǔn)了進(jìn)行第一階段的概念測試，利納雷斯和其團(tuán)隊(duì)將有為期9個(gè)月時(shí)間去研究以確定可行性。如果進(jìn)展順利，NIAC會(huì)批準(zhǔn)項(xiàng)目第二階段，然后是第三階段的研究。這將給團(tuán)隊(duì)更多的時(shí)間來開發(fā)這個(gè)概念。

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NIAC如何選擇資助項(xiàng)目不是一件容易的事。有些想法一開始可能聽起來很荒謬，資助與否該如何抉擇。設(shè)想，NIAC會(huì)資助阿波羅登月計(jì)劃嗎?這是一個(gè)有趣的假設(shè)思維實(shí)驗(yàn)。

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如果可以獲得NIAC資助，那當(dāng)然非常榮幸且光榮,但同時(shí)也非常困難。申請對象必須擁有一個(gè)足夠創(chuàng)新又有可實(shí)行意義的想法,聽起來就像科幻小說實(shí)實(shí)在在檢驗(yàn)真實(shí)物理,航空航天和麻省理工學(xué)院工程系統(tǒng)的教授奧利維爾德如是說。利納雷斯教授和他的同事們已經(jīng)完美地做到了這一點(diǎn)，這一概念將使ISO研究以一種前所未有的方式進(jìn)行，本質(zhì)上平衡了我們從太陽獲得的兩種主要物質(zhì):重力和輻射。

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科學(xué)家已經(jīng)對奧陌陌和鮑里索夫彗星進(jìn)行了一些研究，但留給他們的時(shí)間不多了。

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有兩名科學(xué)家發(fā)表的一篇關(guān)于奧陌陌的論文表明，奧陌陌是在其母體被潮汐碎片撕裂后被噴射出來的。

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另一篇論文表明2L/鮑里索夫彗星是在一個(gè)非常寒冷的環(huán)境中形成的，鮑里索夫彗星所含的一氧化碳比我們太陽系的彗星多得多。

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哈勃望遠(yuǎn)鏡2019年10月拍攝的2I/鮑里索夫彗星。圖片來源:NASA、ESA和D. Jewitt (UCLA)

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但這些只是對星際物體本質(zhì)的可能性猜測。

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我們在研究星際物體時(shí)處于劣勢，它們來的快去的也快。如果利納雷斯和他的團(tuán)隊(duì)能夠開發(fā)出一種研究它們的方法，那么我們沒有理由不去嘗試。

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如果我們能利用現(xiàn)有的技術(shù)更好地了解這些外來物體，我們就能更多地了解其他類太陽系。

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最終，我們會(huì)更多地了解宇宙，不會(huì)再覺得自己才是宇宙的中心。

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作者: universetoday

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