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标  题: 第二十三章　太阳系的探测和利用
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月19日13:09:23 星期一), 站内信件



第二十三章　太阳系的探测和利用



　　图：宇宙飞帆——J·龙伯格仿照布鲁格尔的原画改作。


　　在二十世纪刚刚开始的时候，不管是内行的科学家还是一般人都认为飞机是
不可能造成的。而在本世纪的末尾，如果不受核灾难和生态灾难的黑暗幽灵之害，
就很可能会看到苏联和美国联合载人宇宙考察船飞向邻近的行星。


　　正是在这一世纪里，人类某些极为古老的梦想变成了现实。人类已经长出了
翅膀，实现了代达罗斯①和达·芬奇的志向。现在，呼吸空气的载人装置能在不
到一天的时间里绕地球航行一圈。另一些载人装置则可在大气层以上掠过，在 
90 分钟以内绕地球一圈。


　　有这样一代人，在他们的青少年时期，行星对他们来说是一些远得无法想象
的光点，而月亮则是可望而不可及的典型例子。就是这一代人在中年时期看到了
他们的同类在月球的地面上行走。到他们的老年时期，很可能会看到人类在布满
撞击坑的火卫一照明之下，在满是尘土的火星地面上漫步。在人类一千万年的历
史上只有这一代人经历到这样的变迁。这一代人现在还活着。


　　也正是在人类历史的这一瞬间，第一次对整个地球进行了考察。部落制正在
消失，正在组织超越国界的几个国家联合起来的大集团，通讯和交通技术方面惊
人的发展正在破坏人类各部分之间的文化差异。但文化上的百花齐放使我们的文
明得以延续，就象生物学上的多种多样使生命得以延续一样。


　　地球上人口过多，但这还不是从字面意义上说的：我们的技术足够使比目前 
36 亿人多得多的人口过上舒舒服服的生活。我们是从心理学的角度来说人口过
多的。对于已为人类开辟了新路的那部分永不满足的野心勃勃的人来说，已经没
有新的地方可去了。在我们内部也有地方，但这不是这种人的擅长。我们有海洋
盆地，但我们还没有去认真开发它们。一旦我们着手去做，这些地方很可能会迅
速得到开发。


　　正是人类历史上的这一个时期，才有可能对我们在太空中的相邻天体进行探
索和移民。这种可能性的出现恰是时候。


　　1992 年 10 月 12 日将是哥伦布发现“新大陆”五百周年纪念日。我想，
大约就在那个时候，人类将从事于类似哥伦布的事业。我们将比哥伦布和他的船
员们优越得多。我们确切地知道我们到哪里去和怎样去。事先将由无入驾驶的飞
船前去探明道路。航路将准确无误地绘制出来，航行中可能会发生危险——比如
说，在去向太阳系外围的路上与小行星碰撞或是机械发生故障，但是我们不用象
哥伦布时代的许多海员那样，害怕会从地球的边缘上跌下去。而且很可能不会有
“太阳系”的赤道无风带和海妖那样的东西。当年激励哥伦布的探险激情和冒险
精神仍将激励着我们。就象新大陆的发现和开发对欧洲文明起过深刻的不可逆转
的影响一样，对太阳系的开发和移民将在人类的历史和发展中引起永久性的变化。


　　据我看来，目前的探测太空之举与几百年前有重大历史意义的航海壮举有着
明显的相同之处。进行首次航海的是西班牙宫廷里的一个意大利人哥伦布，而我
们的第一艘载人宇宙飞船阿波罗号对月球探测的主要部分是由以凡尔纳·冯·勃
劳恩( Wernber von Braun )为首的一组移居美国的德同工程师促成的。在哥伦
布的四次航海以后，基本上有十年左右的中断。然后，在西班牙人，英国人，法
国人和荷兰人中突然掀起了一股进一步探险的热潮——出现了飘扬着许多旗帜的
船只，由各种外国侨民组织的探险队。


　　阿波罗 17 号标志着阿波罗登月飞行的结束。看来很明显，至少在美国，在
进一步的月球探测或建立月球基地之前，会有十来年的停顿。阿波罗最初的方针
根本不是从科学出发的。它是在美国遭受到政治难堪的时刻构想出来的。有些历
史学家推测，肯尼迪总统在组织阿波罗计划时的主要动机是扭转公众对于猪湾入
侵惨败的注意。在阿波罗计划上花费了数百亿美元。如果目标是对月球进行科学
考察的话，使用无人驾驶的飞行器要有效得多，花的钱也要少得多。早先．几次
的阿波罗登月飞行在科学上价值甚微，因为首先（甚至是唯一）关心的是宇航员
的安全。只有在阿波罗系列飞行接近尾声时，科学上的打算才起到重要的作用。


　　正当第一个科学家登上月球时，阿波罗计划却宣告结束。哈佛大学毕业的地
质学家哈里森·“杰克”·施密特( Harrison "Jack" Schmitt )是阿波罗 17 
号的登月舱上的两名乘员之一。他是第一个在月球表面对月球进行研究的科学家。
具有讽刺意义的是，正当阿波罗计划开始能在科学探测月球方面达到重要进展的
当口，就被取消了。真巧，在月球上登陆的第一个科学家，竟是最后一个在月球
上登陆的人——至少在看得见的将来是如此。美国并没有继续派遣载人飞船去月
球的计划，据我们所知，苏联也没有此项计划。


　　取消阿波罗是出自经济原因。但是进行一次出航只需要投资几千万美元就可
以，约为阿波罗计划中所花费的全部经费的千分之一。这十分象以下这种假设的
情况：我不听我妻子的劝告去买了一辆罗尔斯·罗易斯牌汽车。她认为一辆大众
牌汽车同样能载着我到处跑。但我认为罗尔斯·罗易斯牌会使我摆脱工作中的烦
恼。于是我花了很多的钱去买了一辆罗尔斯·罗易斯。以至于当我开了不多时间
以后，我发现我无法再开这辆车了，因为我负担不起加满一油箱汽油的价格——
而一油箱汽油的价格仅为罗尔斯·罗易斯牌汽车价格的千分之一。


　　我是反对初期的阿波罗飞行任务的科学家之一。但既然阿波罗技术已经到了
手，我就竭力主张应该继续使用这一技术。我认为我们做了两次错误的决定——
一次是选择了早期载人去月球的计划，后来又是解除这项计划，阿波罗 17 号以
后，美国就没有什么探测月球的计划了，不管是载人的还是无人驾驶的都没有。
而苏联在它的无人驾驶宇宙飞船去月球的系列飞行中已经研究出一项业已证明有
效的多功能的技术，能在月球表面流动探测，并能自动把试样送回地球。


　　最初对新大陆进行考察的例子告诉我们，对空间探测的中断是暂时的。预定
在 1975 年或 1976 年进行的美苏两国的轨道航天站“联盟号”和“天空实验室”
的对接预示着将联合进行行星际飞行。


　　太阳系比地球要大得多，但我们的宇宙飞行器的速度当然要比十五、六世纪
帆船的速度快得多。乘宇宙飞船从地球到月球比乘当时的西班牙大帆船从西班牙
到加那利群岛要快得多。从地球到火星的航程花费的时间相当于十八世纪从英国
航行到北美洲的时间，从地球到木星卫星的旅程所需的时间约相当于十八世纪从
法国航行到泰国。而且，甚至美国和苏联在花钱较多的载人太空飞行计划上所花
的钱在国民生产总值中所占的比例，也刚巧相当于十六、七世纪英国和法国花费
在帆船探险事业上的钱在当时国民生产总值中所占的比例。不论从经济角度还是
从人的能力的角度来说，我们从前已经进行过这样的航行了！


　　我相信，到八十年代末我们将会看到在月球上建立半永久性的基地。这些基
地的材料和人员给养起初来自地球，但将逐步利用月球上的资源而达到自给自足。
这种月球殖民地上将会有孩子降生。他们最终会认为地球是一个“故国”——在
许多方面都是一个老式的世界：墨守成规，不适应时代的进步，比起月球殖民地
来受到的约束来得多，不够自由；尽管月球上气候严酷，生活受到技术上的限制。


　　在相对来说不远的将来，先进的无人驾驶航天器将探测整个太阳系。我认为
到八十年代和九十年代我们将能看见深度潜入大气层的探测器进入木星、土星和
土卫六（土星最大的卫星）的大气层；那些地方，我相信，对于当地的生命来说
无疑是太阳系中最合适的。我们将亲眼目睹小型宇宙飞船穿过彗星，在木星和土
星的大卫星上着陆，从遥远的海王星和冥王星旁飞驰而过。我们还会目睹坚固的
宇宙飞行器撞入太阳，在它们被这颗最近的恒星内部的高热烧毁和熔化之前用无
线电把数据发回地球。


　　可是，即使在邻近的行星上着陆，也不会象过去曾经想象的那样容易。金星
表面远非天堂；而正如我们已经讲到过的那样，非常象地狱。我们很难设想在未
来的几十年之内人可能会登上金星表面进行探测。金星上温度象火一样高，气体
有毒，大气的压力高得足以把人压碎。然而，金星的云层则处于温和的环境之中。
因此，进行一次浮在云层中的载人探测未始没有诱惑力或科学价值。这种载人的
浮飘探测器有点象十九世纪的气球吊篮，宇航员可以只穿衬衫，戴看成制氧气面
具在里面工作。


　　火星是一个极为令人兴奋的行星，具有重大的地质、气象和生物学意义。对
火星的一次载人探险飞行看来十分必要，只是有两条反对理由。首先，经济上不
胜负担。一、二千亿美元也许是保守的估计。我无法使自己相信这样的花费在未
来几十年内是必需的，因为这笔开支可用来解除地球上那么多的苦难。但从较为
长远的观点来看，比如到二十一世纪的前几十年，则我并不认为这种经费上的反
对理由还会是有说服力的了——特别是因为那时还会研究出新的推进系统和生命
维持系统。


　　飞向火星的载人飞行的第二个反对理由较为微妙。它反对从火星自动取回标
本，就象反对苏联在月球系列飞行中从月球自动取回标本一样。这就是“返回污
染”的危险。正因为火星是一个具确巨大潜在生物学意义的环境，火星上可能有
病原体；这种有机体如果运到地球的环境之中，就可能引起巨大的生物破坏——
一种火星瘟疫，如同 H·G·威尔斯( H·G·Wells )所著的“大战火星人”一书
中所写的意外转折那样，只是这回情况刚巧相反。这是至关重要的论点。一方面，
我们可以争辩说，火星上的有机体对地球上的有机体不会引起严重问题，因为 
45 亿年以来火星和地球上的有机体之间从未有过生物学上的接触。另一方面，
我们同样可以争辩说，地球上的有机体正是因为 46 亿年来从未与火星上的潜在
病原体有过接触，因此并未发展出抵抗潜在的火星病原体的能力。这样一种传染
的机会可能很小，但一旦发生这样的灾难，那肯定是很厉害的。在帆船探险的早
期对圣多明各、萨摩亚群岛和塔希提岛的土著居民实行全体灭绝就是根据这些褒
由。而哥伦布带到新大陆去的礼物之中有一样就是天花。


　　争论这些标本是安全地带回地球，还是带到某一个月球基地上以避免暴露在
地球上，是没有用的。月球基地与地球之间经常有人员来往，大型地球轨道航天
站也一样。我们从隔离阿波罗带回月球标本的经验中得出一个很清楚的教训，这
就是：飞行任务控制人员是不愿意为着避免一种极少可能出现的全球瘟疫，来使
一个宇航员冒不舒服的危险的——更不用说冒生命的危险了。当在月球上成功着
陆的第一艘载人飞船阿波罗 11 号回到地球的时候（这是一艘适用于宁宙航行，
但不适用于航海的容器），原来商定的检疫协议立即就遭到了破坏。平时决定，
宁可在太平洋的空气小打开阿波罗 11 号的舱口，而使地球有可能暴露在月球病
原体之前，却不愿让三个宇航员来冒晕海危险。对于检疫关心得极少，原定把密
封的指令舱吊出太平洋的那艘航空母舰上的起重机在最后一分钟发现不安全，马
上就要求在公海上把阿波罗 11 号的出口打开。


　　还有一个麻烦问题是潜伏期。如果我们把地球上的有机体暴露在火星病原体
之中，我们要等多久才能确信我们真正弄清楚了病原体及其宿主之间的相互关系
呢？比如说，麻疯病的潜伏期就长达十年以上。由于存在着地球受到返回污染的
危险，我深信在火星上的载人着陆将推迟到下个世纪初，在通过无人驾驶飞行对
火星的外空生物学和地球的流行病学进行了充分研究之后才能实现。


　　我得出这个结论是违反心意的，因为我自己也很想参加第一次对火星的载人
探险飞行。但是首先必需有一个详尽的计划来对火星进行无人生物考察。存在这
种病原体的可能性是极小的，但我们不能拿十亿人的生命去冒哪怕是一点点危险。
尽管如此，我相信，人类将在二十一世纪初左右的时候踏上火星地面。


　　除此以外，完全有可能窥测一下进—步探测和移民的大致轮廓。我们知道，
木星的几个大卫星和土星最大的卫星土卫六从它们本身来看是较大的天体。而且
我们还知道，土卫六的大气比火星的大气要稠密得多。这五个卫星的表面上都有
大量的冰，若要使这些星球变得比较适宜于居住，可以用这些冰来充当燃料，生
产食物和产生大气。类似的改造火星和金星的计划已经有人提出，并且完全有可
能得到改进并付诸实施（见第二十二章）。在今后的一、两个世纪内很可能人类
还会进行一些更为吸引人的技术更为先进的计划。这些计划包括在小行星或是短
周期彗星的上面或内部建立基地。


　　再过一个世纪左右，将会研制出一些新奇的在太阳系内部飞行的推进方式。
其中最吸引人的是太阳帆，利用太阳光和太阳风的质子和电子的压力在太阳系内
旅行。这样一种飞行器需要巨大的帆，但这些帆可以做得极薄。我们可以想象一
艘宇宙飞船，四周围着长达数十英里薄如蝉翼的金色的帆，这些帆卷得十分精巧
细致，以便兜住太阳风。遥控的科学站将监视太阳耀斑所引起的阵风。从太阳往
外飞行要容易些，逆风朝着太阳飞行要困难得多。利用太阳能发电以及利用核聚
变的宇宙飞船也很可能会在下个世纪研制成功。


　　大约再过两、三百年，即使对人类技术能力的增长作一谨慎估计，我也可以
想象到，整个太阳系将全部探测完毕——其规模至少达到今天对地球的探测程度。
而今天距早期欧洲帆船大规模的探测和殖民活动恰好是两、三百年。在那以后，
有可能开始对我们的太阳系进行规模更大的重新安排，起先是缓慢地，然后以较
快的速度进行一系列天体工程事业，来改变行星的位置，重新安排它们的质量，
使它们能适合人类，人类的后代和他们发明的需要。


　　到那时——可能在那刚之前很久——我们可能已和银河系中其他的先进文明
社会取得了联系，也可能还没有取得联系。总之，我们将在几个世纪内准备好跨
出下一步。等到太阳系中又开始感到无处可去了（同样是指心理上，而不是指实
际上），我们将准备好进行恒星际航行。这个远景是无止境的，永远能够满足人
类最大的探险要求。


　　先驱者 10 号是人类所发射的第一艘星际宇宙飞船。它也是迄至发射时为止
速度最快的飞船。但先驱者 10 号要飞到离我们最近的恒星还是需要飞八万年。
太空是这样的空旷，先驱者 10 号永远不会进入另一个太阳系。只有当宇宙中的
恒星际航行器发现和拦截到先驱者 10 号时，它上面传送信息的小小金牌才会被
读到。


　　我相信这样一种拦截是会发生的，但是它将被从地球上发射出去的恒星际航
行器所拦截。这个新的恒星际航行器将赶上并截住这一古代的残留物——就象当
年的“尼娜号”船（她的船员们用西班牙卡斯蒂利亚语热烈地讨论过会不会从地
球边缘跌落下去的问题）后来被航空母舰“约翰·F·肯尼迪号”在特里斯登·
德·库尼亚群岛外面的某个地方拦截住一样。

  


　　① 代达罗斯(Dacdalus)：希腊神话里克里特迷宫的建筑师和雕刻家，为了
逃出迷宫，给自己和儿子造了翅膀。——译注




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