科学会上升的水教案科学探究的四个过程
6月11日,起源太空科技有限公司(以下简称起源太空)“仰望一号”光学/紫外双波段太空望远镜搭载长征二号丁火箭成功发射升空
6月11日,起源太空科技有限公司(以下简称起源太空)“仰望一号”光学/紫外双波段太空望远镜搭载长征二号丁火箭成功发射升空。这是继4月27日,起源太空通过太原卫星发射中心用长征六号运载火箭,以“一箭九星”的方式将NEO-01航天器成功送入预定轨道后,第二颗成功上天的卫星。
曾经出现在科幻小说中在太空采矿的场景,也将随着苏萌的小行星采矿梦而可能成为真实世界中的一幕。
2007年,刚进入哈佛大学攻读天体物理博士的苏萌,接到了哈佛史密森天体物理学中心一位头发花白的老教授Martin Elvis给他推荐的题目。当时,他一下愣住了:小行星采矿。“我的第一个念头是,接了这个题目我还能顺利毕业吗?这不是科幻电影的场景吗?”苏萌在接受《中国科学报》采访时开玩笑地说。
读博期间,苏萌与同事使用费米伽马射线太空望远镜发现了“费米气泡”。这是银河系的银盘两侧分布的两个巨大的、对称的“气泡状”结构,也是人类迄今为止认知到的银河系最大的结构。费米气泡的发现可以为认识宇宙中星系的形成与演化,以及宇宙中多种尺度的起源问题带来帮助。
基于该成果,苏萌获得世界高能天体物理领域最高成就奖布鲁诺罗西奖。他是近40年来该奖项最年轻的获得者和唯一一位华人获得者,其研究成果入选美国物理学会“世界十大物理学进展”及《天文学》杂志“年度十大天文学进展”。
与此同时科学会上升的水教案,太空资源开发与利用的浪潮在全球迅速蔓延,2010年世界首家太空采矿公司行星资源公司成立。苏萌跟着导师穿梭于哈佛校园的天文系、物理系、地球与行星科学系,以及法学院、商学院、政府管理学院,跟全球顶尖的学者讨论太空资源开发与利用的技术、法律、商业模式、政府政策等。
成为麻省理工学院帕帕拉多学者、美国航天航空局爱因斯坦学者的苏萌,在麻省理工学院期间不断往返中美两地,寻找在中国开展太空探索与资源利用的机会。2016年,苏萌加入香港大学,成为香港大学空间科学实验室执行主任。2019年,中国第一家致力于开展太空资源开发与利用的商业公司起源太空正式成立。
虽然公司成立伊始便经历了百年不遇的新冠肺炎疫情,但苏萌的计划并未因此受阻。甚至在今年4月,公司正式向太空发射了NEO-01。6月11日,起源太空“仰望一号”也成功发射。
至今,苏萌还记得导师交给他小行星采矿项目时认真的神态。“他说,小行星采矿是天文学改变人类文明进程的契机。当天文学真正影响社会和民众利益的时候,这个古老的学科将会以完全不同的发展模式快速成长起来。”苏萌回忆说。
天文学诞生于人类对昼夜更替、四季轮回、天文现象的好奇中,古代的天文观测曾与历法的制定密不可分。随着观测手段不断进步,天文学研究的对象也从种种天文现象,转为更为精准的宇宙物体,大到行星、恒星、太阳系、银河系、星系团以至可观测的宇宙,小到小行星、流星体科学会上升的水教案,乃至分布在广袤宇宙空间中的大大小小尘埃粒子。
天文学正在不断拓展人类的知识边界,人类对宇宙的认知也在更宏大的尺度上定义了文明发展的阶段。只是天文学研究本身似乎很难像其他学科一样实现产学研结合,从而进入与社会发展相辅相成的良性循环,并且需要大量的资金投入科学探究的四个过程。这也是天文学大科学装置往往需要国家支持的原因。
但是科学探究的四个过程,天文学家并不满足于此,他们渴望学科贴近人类生活。而事实上,人类对太空资源的开发与利用正是文明发展的重要机会,也蕴藏着巨大的商业价值,从而实现天文学学科发展的自我造血能力。这一点是苏萌从未敢忘却的使命。
另一个让苏萌奋不顾身投入小行星采矿的原因是,让中国在世界太空资源开发领域中能够占有一席之地。
事实上,早已有国家打起了太空资源拥有权的“算盘”。就地球而言,其周围的近地小行星上也有地球内部蕴藏的矿产资源。不过,地球上的矿产大都藏于地表下较深的区域科学会上升的水教案,很难开采或成本高昂,尤其是一些稀有金属。但这些矿产在小行星上的情况则不同,它们可能存在于浅薄的表面,十分方便开采。“更重要的是,未来人类太空建设需要的原材料,尤其是水,可以从月球或小行星的表面获得,从而改变人类利用太空的方式。”苏萌解释说,这也是为什么人类会将采矿的视线投向月球和小行星。
只是在广袤的太空中科学会上升的水教案,小行星数量之多无法预测,那么如何判定这些小行星到底属于谁?最先注意到这个问题的是美国,他们在《商业空间发射竞争法》规定了私人可获得开采矿物的所有权。卢森堡紧随其后,于2017年颁布了《太空资源开发与利用法》。
苏萌认为,太空资源所属权终将成为世界各国都参与的事项,占领先机无疑会对国家未来的发展有利。事实上,我国只参与了国际空间法的部分条约和协定。有数据显示,《外空条约》已有包括卢森堡、美国、中国在内的107个缔约国,而《月球协定》只有18个缔约国,且卢森堡、美国、中国均不是缔约国科学会上升的水教案。
马斯克总是走在科学的前沿,却鲜有人想到他为什么可以做到这一点。毫无疑问,他最初为自己定下去火星的目标,使他的众多奇思妙想目标一致,且几乎所有的科技创新都与此有关。
苏萌也正在践行这一点:瞄准小行星采矿这一目标,坚实地踏出每一步。4月发射的NEO-01就是苏萌为小行星采矿之行迈出的第一步。“若要实现小行星采矿,可以是在一颗大型的小行星表面降落科学探究的四个过程、进行开采;或者捕获一颗几米大小的小行星,将它带回地月系统,再进行开采。”起源太空首席行星科学家、北京大学天体物理学博士张晓佳介绍道。“我们的目标是用低成本的方式实现第二种方案。”
为了实现这一点,苏萌和团队需要在地面和太空中做大量实验,目标是在提高捕获成功率的同时,尽可能地降低任务成本。据他透露,未来的目标是将任务的成本降低到国际同类公司的1/10以下。
为了验证太空采矿技术,NEO-01诞生了。它肩负的使命比捕获小行星简单些,是捕获一个小行星的模拟目标科学会上升的水教案,将它拖拽至大气层中与之“同归于尽”。张晓佳介绍说,现在NEO-01的运行良好,只需等待它进入此前预设的轨道,就可以开展实验任务了。
而6月上天的起源太空“仰望一号”,则是我国第一台地球轨道上的光学/紫外双波段太空望远镜,肩负着搜寻小行星的任务。
观察、捕获,再将小行星“囤积”于地月轨道,这对苏萌来说还只是开始。他期望有一天可以开采小行星的矿产,并在太空中直接冶炼,用于太空建设。而这一切,在苏萌眼中并不比人工智能的实现更难。因为在国内进行创业期间,苏萌惊喜地发现,国内的航天产业几乎已经形成闭环,即便是疫情冲击了全球航天产业等行业,但对中国影响不大。
“我曾经在国内找了很多高校和单位,发现有些技术即便没有成熟化,也有人曾经做过相关的研究,也就是说如果要实现小行星采矿这一目标,我国完全有基础发展完整的产业链,实现工业化、商业化太空资源开发与利用,争当全球第一科学探究的四个过程,引领人类在太空中不断拓展文明的疆界。”苏萌说,小行星采矿为众多技术提供试验与实现的平台,在材料科学、生物医药等领域都有广阔的应用前景。
现在苏萌又有了新的想法,在国内促成小行星采矿专业的建立。2018年,美国科罗拉多矿业学院太空资源中心就正式开设了小行星采矿专业,开发全球第一个太空资源相关的正式课程,以培养下一代太空科学家和工程师。目前,该中心计划开设硕士及博士相关课程,此外,还为从事太空研究的专业人士提供短期进修课程。学生可通过学习获得核心知识,并在负责探索、提取及使用太阳系资源的系统中获得设计实践。
“小行星采矿是个集矿业、天体、行星、法律、航天器、人工智能、数学等多学科交叉的学科平台。”苏萌介绍道,目前,他们与中国矿业大学、中南大学、北京大学合作的实验室已经成立,正在推动采矿专业发展。
苏萌希望这些人才梯队的建设,可以为中国未来的大型太空天文基础设施的建设贡献力量。而他自己也将为中国天文事业的发展贡献民营航天力量。
到 2025 年,苏萌和团队将发射数十台太空望远镜和更多的航天器。“参与国际竞争,在太空中展示中国企业能力”是他的目标之一。