美国太空探测：追求“超光速飞行”

美国作为当今世界航天大国，拥有世界上最先进深空探测技术和探测器，在深空探测方面走在其他国家的前面。 美国已探测太阳系所有大行星 在深空探测方面，美国拥有世界领先的技术和装备，特别是宇宙飞船、天文观测和深空探测器方面，以“阿波罗”登月飞船、“哈勃”空间望远镜和火星车最为引人瞩目。 40多年来，美国先后发射了数十个深空探测器，已经把八大行星全探测过了。其中，水手4号、信使号探测了水星；麦哲伦号探测了金星；海盗1号、海盗2号、勇气号、机遇号、凤凰号等探测了火星；先驱者10号、先驱者11号、旅行者2号、伽利略号探测了木星；旅行者2号、卡西尼号探测了土星；旅行者2号探测了天王星和海王星；现在是矮行星的冥王星，美国的新地平线号正在飞向冥王星的途中。可以说，太阳系所有的大行星，美国的探测器都登陆或飞掠探测过了。 “先驱者”成飞离太阳系第一个航天器 美国深空探测的目标是考察太阳系内的天体和行星际空间环境，重点是月球和火星，其次是金星、水星、木星和土星。 158-168年间先后用“先驱者”号探测器、“徘徊者”号探测器、“勘测者”号探测器和“月球轨道环行器”等考察了月球，包括拍摄月面照片和分析月球土壤，为实现载人登月提供了科学资料。火星探测器主要有“水手”4号、“水手”6号、“水手”7号和“水手”号、“海盗”1号、“海盗”2号、勇气号、机遇号、凤凰号等。 162年发射的“水手”2号和167年发射的“水手”5号先后在离金星35,000公里和7,600公里处掠过，测量了金星的大气密度和表面温度。 172年3月2日和173年4月5日发射的“先驱者”10号和“先驱者”11号分别于173年12月和174年12月掠过木星，探测了木星的辐射带和大气层，拍摄了木星极区的照片。 “先驱者”10号于186年穿过冥王星的平均轨道，成为飞离太阳系的第一个航天器。 “旅行者”号揭开许多宇宙真相 177年发射的“旅行者”l号和“旅行者”2号于17年飞临木星，然后又于180年和181年先后飞近土星，拍摄了土星、土星环及其卫星照片。 由于“旅行者”1号和2号这两个探测器性能优良，它们拍下了非常完美的木星、木星卫星、木星大气和旋涡照片，对木星大红斑的拍摄照片就它的本质有了新的认识：木星大气有一个巨大的旋涡，红色、桔色、H S、褐色、蓝色条纹时隐时现，交替变换。这个大红斑看起来像是静止的，实际上是绕粒状中心逆时针旋转的云团。 大红斑之迷初步解开：木星有厚约30千米、宽度约5800千米的光环；它有长达30000千米的极光，波及到土星磁场的范围；它有多达16颗卫星；木星的卫星“木卫一”有座喷发的火山，是火山活动最激烈、最频繁的天体，它的颜色特别红，比火星还红；对土卫六这颗太阳系第二大天然卫星的观测也极富成果，它是唯一一颗有大气的卫星，表面阴暗寒冷，是液氮的海洋。原来人们一直认为它是最大的行星，但新的测量结果把原来估计的直径5800千米改写为4828千米，从而小于木卫三而屈居第二。 186年1月，“旅行者”2号探测器就近观察了天王星。它发现了天王星的10颗新卫星，从而将观察到的卫星数增加到15颗。18年8月25日，它逼近太阳系第八颗行星──海王星，发现海王星有5条光环，还新发现了海王星的6颗卫星。此外，海王星还有宽4,300千米的黑色风云带和巨大黑斑以及一个被轨道辐射带包围着的磁场。 “旅行者”2号探测器对海王星卫星海卫一的考察更令科学家们激动不已：海卫一比过去所想象的更亮、更小、更冷，是太阳系中最冷的一个天体，平均温度只有-240℃，上面有**山，曾喷发过甲烷等冰类物质。“旅行者”1号在考察完土卫六后，完成了它的使命于188年11月已离开太阳系，飞离地球110亿公里，成为迄今为止离地球最远的航天器。目前仍在高速飞行，正在向太阳系边缘前进。“旅行者”2号稍晚也于18年10月离开太阳系，朝天空中最亮的恆星天狼星飞去。 两个“旅行者”号探测器肩负着寻访地外文明的历史使命。它们各带有一套反映人类状况的镀金铜质声像片和一枚金刚石唱针，放在铝製盒内，可保存10亿年左右。尽管与地外文明相遇的机会十分淼茫，但地球人仍然寄予厚望，期待到几十万年后会找到第一个知音。 “勇气号”“凤凰号”在火星发现水 14年1月21日，美国发射了克莱门汀号探测器。该探测器在对月球南极进行探测时，首次发现月球南极可能存在水的直接证据。18年1月7日，美国发射了月球勘探者环月探测器，它的主要任务是寻找月球上的水。它携带的中子谱仪的探测数据表明，月球南北两极可能存在凝结的水冰。为发现火星上的水资源，迄今为止美国、前苏联都发射近30个火星探测器。 美国NASA于2003年发射两部火星探测器“勇气号”和“机遇号”，2004年降落火星表面后一直漫游至今，主要目的是要探测火星表面是否曾经有水，以证明火星环境适合生存。8月18日美国国家航空航天局（NASA）的科学家宣佈，“勇气”号火星探测器在火星上新发现了有水流冲刷痕迹的河床。 2007年8月4日，美国又发射“凤凰号”火星探测器，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地由三角洲二号运载火箭成功发射升空，在经过长达10个月422亿英里漫漫征程后终于飞抵火星，于今年5月25日成功降落火星北极区，成为人类第一个降落在火星北极区的航天探测器。接着在这个“红色星球”的北部平原着陆，开始为期三个月的探测任务。“凤凰号”火星登陆器登陆火星表面是十多年来工程技术上的一个传奇。 月16日消息，美国宇航局“凤凰号”火星探测器拍摄到6幅火星尘旋风（dust devil）的照片，这是“凤凰号”首次拍摄到此类照片。尘旋风又被称“风魔”，是由地面强烈增温而生成的小旋风，以卷起地面尘沙和轻小物体形成旋转的尘柱为特征。在此前进行的探测中，“凤凰号”已经在相对较深的火星土壤中找到了有水存在的证据。 据美国科学家介绍，“凤凰号”曾利用其配备的机械臂挖掘出一些呈块状的火星土壤样本。科学家们发现，当这些样本暴露在火星大气中一至两天后，它们会变得较为松散。对这一现象的一种解释是──火星土壤中存在着少量的液态水。 美国未来追求“超光速飞行” 21世纪初，美国、俄罗斯、欧盟各国、日本以及印度等国家或地区纷纷出台了一系列新的深空探测发展战略和相应的规划与计划。为了实现这些战略和计划，首要之举就是突破关键技术。 目前各国正在为月球、火星和更远天体的科学探测任务研发各类关键技术。新世纪美国深空探测的关键技术主要包括各种新型轨道设计与计算技术、结构与机构技术、热控技术、自主导航与控制技术、推进技术、能源技术、测控通信技术、综合电子技术、有效载荷技术、外星工作站（基地）建设技术以及运载与运输系统技术和载人系统技术，此外还有核能等新型航天驱动力技术、高灵敏度探测设备和太空基地建设技术等。 这些技术将是美国深空探测技术的**性突破。一旦这些技术成熟，人类将从目前所能探测到的太阳系范围，向太阳系外部拓展。 另外，最近美国贝勒大学两名物理学家还表示，未来的太空飞船可在周围形成一个时空气泡，并在它的帮助下以超光速速度飞行。科学家称这种超光速飞船要在非常遥远的未来才可能出现，并且需求助于暗能量，这是隐藏在宇宙不断扩张背后的神秘能量，能够在不违背物理学原理的前提下为飞船提供超级动力。 贝勒大学的这一位物理学家说：“这无疑是一个巨大的能量。我们仍需要相当长时间才能让产生如此巨大的能量成为一种可能。”超光速旅行是爱因斯坦梦寐以求的事情，但从目前来看，这不过是一个令人憧憬的科学幻想。 8311 ЁЁЁЁ