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第35章 天文学的探索计划(2)

月球是地球唯一的天然卫星,也是距离地球最近的星体。月球和地球的平均距离大约38.4万公里。月球的质量为地球的1/80左右,太阳系其他行星及其卫星的质量比大致在1/5000至1/108(8上标)之间,因此月球可以算是大得出奇的卫星。从地球上可以看到月球正面,分布着称为“海”的阴暗部分,构成了月球的图案。但是,在月球的背面几乎没有海,只见密密麻麻的坑洞。月球的明亮部分称为“高地”。

1969年7月20日,阿波罗11号登陆于月球正面的“宁静海”。展现在降落月面的太空人眼前的,是个死寂的荒凉的世界,气压只有十亿分之一大气压,几近真空,所以太阳光得以长驱直人,猛烈地射向月面,造成日晒之处的温度高达130℃,相反在日阴处由于没有大气可传热,温度降到-1700℃。因为没有大气层,所以也没有地球的蓝天白云,抬头望去尽是一片幽暗的宇宙。“阿波罗计划”总共带回了约400千克的月球岩石。通过对月球的研究,发现其中含有可萃取出氧的矿物,月球表层土壤也含有氢。这意味着,将来人类可从月球岩石及土壤中提取出氧和水。此外,月球岩石及表层土壤还含有矽及氧化钙等建筑材料、铝及钛等金属材料。

藉着对月球进行的科学探测,人类将再度登陆月球。月球将成为人类未来从事太空开发的基地及火星探测的桥头堡。因此,人类将在2010年左右建立小规模的前哨站,以便调查人类是否能够长期停留在月球上,以及月球的微小重力和严酷环境会对人体产生什么影响。日本太空开发总署(NASDA)目前还在进行由3名作业员在月面停留10天的“有人月面据点”的研究。有人月面据点可能设立在可以同时嘹望地球及远太空,而且登陆及返航都很容易的月球赤道附近的东端。受日本太空开发总署的委托,石川岛播磨重工业所构想的方式是,首先降下无人的“电力舱”及“月面作业车”,然后再送下作业员,利用月面作业车在短期间内把“居住舱”和“实验舱”组合起来。有人月面据点将成为人类进出月球的第一步。

到了2050年,或许会在极区建造出闪耀金色光芒的月面都市。日本大林组公司已提出这种“月面都市2050”的构想方案。建设月面都市2050所需的一切材料,乃利用阿波罗计划所发现的月球资源。月球岸石中的氧化钙等成分可制成混凝土,矽可制成玻璃纤维等。使用这些建筑筑材料在真空的月面上建造球形圆顶屋,并使屋内气压维持和地球相同,为保持建筑物不受温差的损害,圆顶屋将采用金质涂层。月面都市的建设地点将选在月球北极或南极地区,其优点:一是居住的月面人员能够随时和地球通讯。二是全年皆可利用阳光。月面都市2050乃计划利用南极区的坑洞,在坑洞中的平坦处建设都市,并在坑洞边缘设置太阳能电池板以便利用阳光。

没有生命、水和空气的新月世界,其实蕴藏着无限的可能性。月球不但拥有进行太空开发所需的资源,而且隐藏着解答太阳系起源之谜的钥匙。最近,埋藏于月球的核聚变燃料“氦3”倍受关注。藉核聚变作用发光的太阳,猛烈地吹出氦3而形成太阳风。太阳风会直接吹到月球表面,而把其中的氦3封闭在砂石的结晶之中。进入21世纪后,人类或许会开发出核聚变技术,以便取代储量日渐枯竭的石油,以及会放射出辐射线的核能发电,到那个时候,月球将成为地球的新能量来源。

来者不善

1989年春的一个夜晚,美国亚利桑那州立大学天文学家霍尔特副教授按常规给天文望远镜装上特制的胶卷,然后对准月球拍摄。待照片冲洗出来后,霍尔特副教授意外地发现在照片的某个方位上有一个模糊的光点在闪烁。他急忙查询了有关的天体资料,然而,这些资料都表明这个方位上没有任何新发现的星体。霍尔特和他的助手立即对这个“光点”进行了追踪,结果使他们大吃一惊!原来,这个“光点”是一个巨大的小行星,正以每小时8万公里的速度向地球逼近!

霍尔特的发现在美国天文学界引起了轰动,几乎所有的天文望远镜都对准了这颗被命名为“1989FC”的不速之客。经过周密的推算,天文学家估计这颗小行星直径约为800米左右。天文学家们清楚地知道:别说是直径800米的流星,即使是直径只有80米的流星撞击地球,其爆炸能量也相当于几十颗广岛原子弹的威力。即将面临灾难的恐慌使一些知情者陷入绝望之中。而天文学家却用异乎寻常的热情在紧张地推断着这颗行星的运行轨道以及可能与地球碰撞的日期。

原来,这不过是一场虚惊。根据计算,这颗行星于3月23日从距地球72万公里的空中与地球擦肩而过。但是,它下次与地球相遇的时间是2015年,到时会不会与地球相撞科学家们正拭目以待。

这场虚惊总算平安地过去了,但却给科学家带来了冷静的思索:如何才能使我们赖以生存的星球免遭这些灾星的骚扰和危害。

由于岁月的流逝,地壳的运动,以及风雨的冲刷,许多远古时代的陨石坑已经变形或消失,至今还能明显看到的是在美国西部沙漠的巴林杰陨石坑,直径有1.5公里。

在涉无人迹的南极,近年来科学家用最先进的探测仪探察地貌,惊奇地发现白雪皑皑的冰层下竞有着无数个巨大的陨石坑,有的直径达300公里,与月球上的陨石相差无几!

在波涛涌汹的海洋里,科学家的发现更是惊人:仅在大西洋中部的一个区域里,就发现了无数个巨大的陨石坑,其中一个直径竞达1000多公里。

1903年秋,一颗陨星在西伯利亚通古斯地区上空爆炸,炽热的高温使这一地区方圆500平方公里的森林倾刻化为灰烬,爆炸时产生的光亮就连莫斯科也如同白天一样。通古斯大爆炸是人类近代史上唯一有据可查的流星撞击地球所引起较大灾难的实证。不过,近年来科学家们利用先进的科学技术获得了许多惊人的发现。

我们都知道,在6500万年前的白垩纪,地球上主宰世界的动物是恐龙。可是恐龙却在极短的时间内从地球上消失了。最近的发现为揭开恐龙灭绝之秘提供了科学的依据。这就是大陨星与地球相撞造成了恐龙的灭绝。科学家们发现,在白垩纪——第三边界沉积层中堆积着一层厚约几十厘米的白色粉末,对这些粉末进行分析,发现有两种氨基酸,是在地球上极为罕见的,而在陨星中却大量存在。科学家们推断:6500万年前,一颗直径约10公里的陨星与地球相撞,撞击后的巨大爆炸使大多数恐龙倾刻间死去,爆炸后的粉末在地球上空笼罩了数年之久,气温骤变,致使幸存的恐龙也难逃厄运。

多年来许多学者一直在论证“阿特兰提斯”古大陆。这个假说中的古大陆位于大西洋的中部,早在数千年前,那里已进入高度文明的社会。然而,这个古大陆却突然消失得无影无踪!考古学家借助各种先进的设备对大西洋底部进行搜寻:在深达几千米的洋底,他们发现了各种巨大的石建筑物遗址,有力地证实了确有一块曾经繁衍过古文明的陆地沉入了水底。一些学者注意到这些遗址正好处于前边提到的大西洋中部的陨石坑的边缘上。因此,他们断言是陨星的撞击使这些陆地陷入了洋底。

在中美洲,古印第安人曾在这里创造出灿烂的玛雅文化,大量的建筑遗址使现代人也为之惊叹,然而,古印第安人在1千年前却突然离弃了这块富饶的土地。近年来有些学者试图用“陨星撞击说”来揭开这个谜底,他们发现,中美洲许多地方都有一些形同锅底的大小湖泊。此外还发现了无数个巨大的石球。在后来的古印第安人创作的壁画和浮雕中,也多次出现了火球的图像。因此这些学者推断,大约1000年前,中美洲地区曾经不断地受到陨石群的侵扰,古印第安人十分恐惧,于是仓促地逃离了家园。

陨星撞击给地球带来灾难性后果,但是在地球形成的早期,如果没有陨星撞击,地球至今恐怕还是死水一潭。并仅有公转一种状态。正由于陨星的撞击使地球产生了运动和自转,产生了陆地、甚至产生了生命。

陨星给地球带来了大量其本身不具有的元素,也产生许多新的元素,撞击送来了形成生命的重要成份——氨基酸,使地球成为生命的摇篮。“陨星撞击说”为“板块漂移说”提供了新的依据。学者们认为,是陨星撞击地球引起了陆地的分裂,再由于地壳运动使分裂的陆地渐渐漂离,形成今日的各大陆格局。但在今天,陨星撞击地球毕竟还是弊大于利,尤其是在人口高度集中的地区,所造成的后果更是不堪设想。令人欣慰的是,地球上空的大气层是我们的保护层,先进的空间科学技术也为避免这种灾难带来了希望。

飞近地球的小行星

在太阳系火星和木星的轨道之间,有无数小天体在游动。它们像九大行星一样绕太阳公转,但个头都非常小,大至几百公里,小至几米甚至更小,所以称为小行星。

当前流行的天体演化学说认为,小行星是几十亿年前太阳系形成过程中,没有凝聚成一颗大行星的原始物质,所以小行星保存着太阳系早期物质有价值的信息。第一颗小行星谷神星1801年元旦之夜被意大利天文学家皮亚齐发现。为纪念他的功绩,1923年发现的第1000号小行星被命名为皮亚齐。截至1991年底被发现的小行星已超过1万,已经计算出轨道而正式编号的小行星则突破5000°。绝大多数小行星都位于火星和木星轨道之间的小行星带内,离地球平均距离约1亿公里。但也有极少数行为奇特的小行星会飞离小行星带,越过火星轨道飞近地球,而被称为近地小行星。

1898年德国天文学家威特发现的第433号著名的爱神星便是一颗近地小行星。它在1930年1月30日从地球近旁2500万公里处飞过,使当时的天文学家大为惊奇。1932年3月11日比利时天文学家德波特发现的第1221号阿莫尔小行星,在它被发现后的第11天,从地球近旁2200万公里处飞过,比爱神星更接近地球。同年4月24日,德国天文学家莱因姆斯发现的第1862号小行星竟从地球近旁1140万公里处飞掠而过,而且它穿过地球轨道向太阳方向继续飞去,因此给它起名叫太阳神阿波罗。“阿波罗”在天空中飞驰而过,虽然刚来得及定出轨道,此后便再也不见其影踪。直到41年后的1973年3月28日才被美籍华人邵正元重新找到。

1936年2月7日,第2101号阿冬尼斯小行星,到达地球近旁220万公里处,打破了“阿波罗”的近地纪录,而且它飞得比阿波罗更靠近太阳。

1937年10月28日,莱因姆斯又发现一颗新的小行星,2天后它靠拢地球竟到达80万公里的近处,只有月球到地球距离的一倍!它被命名为赫米斯。赫米斯是希腊神话中众神的使者,经常被差遣到地球来传信办事。科学家还没来得及给赫米斯定出轨道,它便消失在茫茫宇宙之中,至今没有它的任何消息。因此赫米斯在小行星名册中只有名称,没有轨道参数也没有编号。

近地小行星为数不多,从1898年起至今发现的数目不过200颗左右,其中80%还都是在1973年之后的最近30年中,几个天文台系统搜索的成果。

科学家还发现一类轨道和周期与地球十分接近的近地小行星,其中第一颗是美国天文学家海琳和休梅克于1976年发现的第2062号阿登小行星。

1991年1月17日,美国的罗宾诺维茨在自动搜索系统的监视屏幕上发现了飞驰的小行星1991BA,它至18日竞到达离地球只有17公里的近处。这已经进入了月球轨道之内,创近地距离的最新纪录。

而早在1972年4月10日,一颗人造卫星记录了美国蒙大那州的居民所看到的一颗火流星,大约从近地60公里的空中横飞而过。如果这颗几千吨重的太阳系小天体再低几公里,便会击中地球酿成大爆炸的惨祸。

那未近地小行星会不会直接撞击地球以致造成危及生命的全球性灾害呢?地球上已发现的100多个大大小小的陨击坑表明在过去几十亿年的地质史上曾发生过许多次小行星撞击地球的事件。保存得最好的陨击坑在美国亚利桑那州的沙漠中,名叫巴林杰坑,直径1220米,深180米,是2万多年前一颗大约25米的铁镍小行星撞击地面造成的。

不久前宣布的消息说,在加勒比海墨西哥尤卡坦半岛的海岸下隐藏着一个巨大的陨击坑,从坑的大小,年龄以及油落物判断,很可能是6500万年前直径约10公里的小行星撞击地球而形成。一些专家认为正是这次撞击引起地球上恐龙的大规模灭绝。据计算,直径10公里的小行星撞击地球的几率是1亿年1次,1公里的小行星撞击几率是1百万年1次,而100米的小行星撞击率是1000年1次。已测定的近地小行星的直径大都在几百米到十余公里之间。又据现已掌握的200颗左右的近地小行星的轨道推算,从现在起到21世纪末,只有5颗小行星会以几十万公里的近距与地球交会,但都不会与地球相撞。为了预防小行星袭击地球,国际上已建立近地小天体的搜索和监测网,以便及早发现威胁地球的“危险目标”,并采取消除这些隐患的措施,如发射核导弹将其摧毁,或者用太空飞船着陆使其偏离与地球相撞的轨道。

近地小行星并非都是危险之物。它们有的是太阳系中游动的金属矿山。例如已确认1986DA近地小行星富含铁镍,直径约2公里,是太阳系采矿的首选目标。有的近地小行星的轨道从火星和木星近旁通过。已有计划趁这种小行星靠近地球时将载人飞船送上去,由它将飞船载往火星,这能节省大量燃料和时间。

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