4种改变未来生活的太空技术:避免世界末日到来

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4种改变未来生活的太空技术:避免世界末日到来

　　科学家现在能观察到恒星的大量细节，上图是哈勃望远镜拍摄的银河系中最大的恒星形成区域之一——船底座星云

　　你能否想象一个人类生活不再受严重风暴、龙卷风和洪水威胁的世界吗？不仅如此，未来世界中，从伦敦飞往澳大利亚的航程可能都不用一个小时。甚至，人类或许已经对时间的起源和宇宙性质有足够深入的了解，使得时间旅行不仅存在于理论中。

　　在美国加利福尼亚州帕罗奥图的一个实验室中，科学家正在对上述这些技术进行研究。这个实验室属于美国航空和国防工业巨头——洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司，他们宣称自己正在开发能够改变世界的科技。

　　通过与美国航空航天局(NASA)、众多世界顶尖大学和多个商业伙伴的合作，洛克希德·马丁公司把工作重点放在4个能改变历史走向的未来项目上，即：保护人类生命财产安全；发现宇宙起源的更多信息；以极超音速飞行；避免世界末日的到来。

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　　今年五月份，龙卷风、洪水和其他剧烈天气使美国经济损失了30亿英镑。据统计，单单在这一个月内就报告了412场龙卷风。在中国，同样是五月份，梅雨季节的到来造成了81人死亡，10万户房屋受损，损失总额接近30亿英镑。

　　有害天气给人类生活造成的影响怎么夸张都不为过。没有什么地方可以避免这种影响：2011年泰国的严重洪水过后，由于许多IT部件生产工厂受损，导致全球IT工业产品价格急速上涨，接踵而来的便是硬盘供应的短缺。

　　如果能对龙卷风、洪水等事件的预测更加准确，就能使更多的生命幸免于难。静止卫星闪电测绘仪(Geostationary Lightning Mapper，GLM)或许能帮助我们实现这一目标。

　　洛克希德·马丁公司先进技术中心的副总裁斯科特·福斯(Scott Fouse)说：“有很多活动发生在云层之中，独立于击向地面的闪电，这些活动可以为预测有害天气提供数据。”GLM传感器将整合到美国气候国家海洋与大气管理局的GOES-R气象卫星中，这颗卫星预计在明年发射。

　　“这是一个堪与哈勃望远镜媲美的设备，利用通常用于观测恒星的技术来观测我们的地球，” GOES-R卫星的首席工程师斯蒂芬·乔利(Steven Jolly)说，“在龙卷风活动形成之前10分钟时，闪电活动会急剧上升，这意味着我们可以凭此拯救更多的生命。”

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　　这种高科技气象设备可以对地球进行每秒500帧的拍摄，还能为飞机提供避开风暴系统的导航服务，并且在地面电网受到威胁的时候还能发出警告。在原始GLM的基础上，科学家还在开发各种应用于不同环境的设备，以满足世界不同地方的需求。

　　不仅是地球的天气会对我们的生活和飞机运行造成威胁，日冕物质抛射——大量气体和磁性粒子从太阳表面猛烈抛射出来——能在1到3天内到达地球，小规模的抛射会导致卫星停止工作，中止全球通讯系统，干扰飞行器控制和电网运行等。

　　日冕物质抛射的规模越大，所造成的后果就越严重。“它们能在任何时间发生，”斯蒂芬·乔利说，“取决于抛射出现在太阳上的位置，以及当这些物质到达时遇上的什么区域。地球上有些地方会因此失去电力长达五个月时间。”

　　每一年，保险公司都要为此类事件造成的电力损失赔偿约100亿美元。一种新的设备——太阳紫外成像器——同样将装载于GOES-R卫星上，它将****这类地磁事件，作出相应的警告，以减少干扰和损失。

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　　另一种设备是geoCARB，目前正由洛克希德·马丁公司与俄克拉荷马大学合作开发，它将对地球大气层中的碳水平进行测量，以帮助我们更精确地了解未来几年内，碳元素对地球生命的影响。

　　2018年10月，近红外线照相机(NIRCam)将由欧洲航天局(ESA)的阿丽亚娜-5运载火箭送到詹姆斯·韦伯太空望远镜上。它将利用日冕仪探测光线。日冕仪可以用于拍摄中心发光天体周围的黯淡物体。借助NIRCam，我们可以获得正在形成的恒星和星系的详细图像。

　　“通过光谱仪，我们还可以了解入射光的更多信息，比如当时的化学组成，以及观察气体云形成的过程，”斯蒂芬·乔利说，“这将为科学家了解宇宙起源提供线索。”

　　NIRCam还将帮助我们了解暗物质和暗能量的奥秘，目前的望远镜还无法对这些神秘现象进行观测——尽管我们知道它们在那里。此外，它也将帮助我们了解空间和时间在最基础水平上是如何相互作用的。

　　“我们认为时间在一个方向上发挥作用，但空间并不是以我们想象的方式出现，”斯蒂芬·乔利说，“空间会由于大型物体，如太阳，而产生涟漪。这种现象是否会导致时间旅行的出现？我不会排除任何可能。”

　　NIRCam所采集的数据将对世界产生根本性的影响，不仅是对宇宙学家，而且是对人类的宗教和信仰体系。“通过了解宇宙的起源，我们将能够解释许多目前还无法理解的现象。”斯蒂芬·乔利说道。

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　　近红外线照相机(NIRCam)的光学模块。该相机由洛克希德·马丁公司和亚利桑那大学共同开发，在送上太空后，它将用来拍摄时间出现不久后的宇宙景象。
　　极超音速的旅行

　　极超音速太空旅行的想法并不新鲜。这个词在20世纪70年代就已经出现，表示的超过5马赫的速度，即5倍以上的音速。许多商业投资者试图解决极超音速飞行的难题，其中德国的一个项目提出，将在2030年时开发出能在90分钟内从欧洲飞往澳大利亚的极超音速航班。目前，洛克希德·马丁公司正在开发20马赫——超过2.4万公里每小时——和30马赫的技术。这意味着从英国飞到澳大利亚只需要不到1小时的时间。

　　想要达到20马赫的速度，首先面临的挑战便是缺乏足够结实的材料。这种材料必须能承受极超音速所产生的高温，因而非常复杂。斯科特·福斯说：“我们拥有一种能够通过发散电子进行降温的材料，就像人体通过流汗降低体温一样。”

　　洛克希德·马丁公司正在与伦敦帝国学院合作，后者拥有一个极超音速炮风洞，能用于测试这些新材料。“他们正走在技术的尖端，” 斯科特·福斯说道。

　　极超音速飞行不仅能用于客运旅行。在国防工业上，这种技术能让宇宙占得先机；而当人道主义危机发生的时候，救援人员和物资也可以更快地到达目的地。不过，这种飞行方式在初期的成本可能会十分高昂。

　　极超音速材料将与其他创新材料——如碳纳米管——一道，成为未来机械的主要材料。碳纳米管的直径比人头发直径小5万倍，在电池技术和纳米技术中正起着巨大的推动作用。

　　“在我们设计宇宙飞船、飞机、汽车到可穿戴电脑设备的过程中，碳纳米管正引导着范式的改变，”斯蒂芬·乔利说，“现在我们有了能自己供能，并自动开启、关闭的传感器，而且不需要任何导线。这将有助于制造出极其微小和精致的卫星——大概是现在卫星的千分之一。想象一下未来的汽车会是什么样子，谁知道呢？”