科学家质疑美空间新项目可行性

为了找到一种更简单、更便宜的方法在深空小行星上着陆，美国宇航局放弃了在月球上建立永久基地的计划，准备在火星上着陆。

■段鑫，本报实习生

美国宇航局宣布了一项新计划，将“捕获”一颗小行星，并将其“拖”到地月系统进行探索。许多行星科学家对这次任务的成功表示怀疑。他们认为任务能以某种方式成功的假设在很大程度上是虚构的。

大胆计划震惊学术界

上个月，美国宇航局宣布了2014年的预算申请。在该申请中，1.05亿美元将用于启动一个新项目:计划在2019年前发射无人飞船捕获一颗小行星，并将其拖回来，以便宇航员能在2022年前访问它。大多数研究小行星的科学家听到这个消息时都很震惊。

美国国家航空航天局表示，此举不仅是为了兑现奥巴马总统的承诺，即在2025年前进行人类对小行星的探索，也是为了帮助保护地球免受未来可能与小行星碰撞的影响，并提高探索小行星上矿产资源的能力和技术。

然而，“理想和现实之间有巨大的差距。”美国国家航空航天局小行星评估小组主席马克·赛克斯说:“美国国家航空航天局总部有一小部分人没有充分咨询专家，他们认为这个项目很了不起。然而，这样的想法远远不够。”

该计划源于KISS的一项研究。该研究所声称是加州帕萨迪纳市加州理工学院的“思想和行动的智囊团”。KISS研究由分别于2011年和2012年成立的两家空间采矿工作室联合进行。这两个工作室共有34名成员，但其中只有两个专门从事太阳系小行星研究，一个来自加州理工学院，另一个来自附近的喷气推进实验室(JPL)，该实验室由加州理工学院代表美国航天局管理。

奥巴马在2010年4月为美国宇航局设定了一个目标——在2025年前将宇航员送到深空小行星，为下一次登陆火星做准备。然而，在这两个研讨会上，“我们意识到，在20世纪20年代中期，将人类送上小行星的唯一途径是将一颗小行星靠近地球。”空间技术倡导组织行星协会的前执行董事路易斯·弗里德曼说。由于资金有限，美国国家航空航天局无法开发一种能够支持宇航员六个月太空旅行的飞机。因此，似乎唯一的办法是让小行星主动接近宇航员。

KISS对这项研究的想法来自于在加州理工学院举行的关于如何将小行星拉近地球以开发其资源的研讨会。研讨会由从事空间动力学研究的企业家马尔科·坦塔迪尼组织。他后来成为了行星协会的实习生。在这次研讨会上，坦塔迪尼和弗里德曼了解到，2010年，JPL研究员约翰·布罗菲(John Brophy)进行了一项关于如何使用光电推进器(通常称为等离子推进器)来提供动力将小行星拉向地球的研究。

弗里德曼说，为了找到一种更简单、更便宜的方法在深空小行星上着陆，美国宇航局放弃了在月球上建立永久基地的计划，为登陆火星做准备。今年1月，作为对KISS报告的回应，美国宇航局委托JPL进行了一项捕获小行星的可行性研究。

困难和疑虑不断

KISS的研究分析认为，如果一些难题能够解决，那么小行星捕获计划是可行的。据JPL研究员布莱恩·缪尔哈德说，困难之一是如何运行超级监控系统，以确保每一步都准确完成，否则，被捕获的小行星很可能失去控制。此外，美国宇航局需要开发更强大的太阳能电池板和等离子引擎，将一颗重7-10米、重500吨的小行星送入地月轨道。穆尔黑德说，尽管整个计划“有点疯狂，但这正是我们擅长的”。

"这个提议非常聪明地提供了一个在美国宇航局预算范围内人类探索恒星的计划。"乔治华盛顿大学的空间分析师和退休教授约翰·罗格斯顿说，“因此，目前的核心问题是是否有足够的资金。”

然而，根据美国宇航局提供的项目时间表，一些小行星专家更担心一些理论和技术挑战。KISS研究发现，“在目前的地面观测水平上，每年可以发现大约5颗合适的小行星，并对其进行详细描述”。巧合的是，3月下旬，JPL天文学家发现了一颗合适的小行星。然而，经证实，这颗小行星太小，无法捕获。

那么，我们能不能扩大搜索范围，获得更多合适的小行星呢？答案是“非常困难”。行星专家阿兰·哈里斯花了25年时间在JPL寻找小行星，他说，“每年能够选择5颗合适的小行星已经是一个非常令人惊讶的结果了”。

根据科学家的说法，合适的小行星稀缺有两个原因:第一，可以捕获的小行星必须符合严格的标准——它们不能太大、太厚、太平或旋转太快；第二，为了实现美国宇航局2025年的目标，其轨道和地球之间的距离必须满足使其能够在20世纪20年代早期到达地球附近的条件。

此外，发现和确定合适的小行星之间的时间非常短，只需几天到一周就能确定小行星是否合适，即发现小行星和它离开望远镜和雷达搜索范围之间的时间。

"这是一个非常困难的问题。"博尔德科罗拉多大学的专家Harold Reitsema说。他是一名总设计师，在私人资金的支持下寻找威胁地球的天体。Reitsema说，尽管最终肯定会找到合适的小行星，“但美国宇航局负担不起这么长时间。”据了解，美国国家航空航天局的工作日程显示，它计划在2016年发现目标小行星，在2017年发射一枚捕获器，并最终在2022年向小行星发射宇航员。

然而，穆尔黑德说，有充分的理由相信“我们会找到足够多合适的小行星。我们还认为，利用现有的观察和扩展设备，搜索率将从每年1次增加到2次，甚至5次。”

如何谈论深空

美国宇航局行星科学主任詹姆斯·格林恳求道:“给我们一个机会。行星科学中有许多东西值得质疑，但这个计划不应该包括在内。”他说，如果美国国会能够批准美国宇航局的预算请求，科学家们将在大约一年内发现搜索小行星的效率。

然而，许多科学家继续质疑美国宇航局的计划。"美国国家航空和宇宙航行局关于这个项目可以促进资源利用和行星防御研究的声明是软弱的."Reitsema说，一些人认为，对小行星的仔细研究将有助于保护地球免受小行星的撞击。"这种说法纯属无稽之谈。"他说一颗10米宽的小行星根本无法穿透大气层，只能在空气中分解，所以不可能撞击地球。

至于将小行星视为一种资源的想法，即它们可以用作避难所，为长途旅行的宇航员提供水，JPL科学家唐纳德·约曼斯认为“这非常牵强”，因为这样的避难所需要建立在富含水的碳质球粒陨石上，“你不可能找到这样的小行星，”他说。

天文学家也对美国宇航局在规划中放弃它们感到不满。赛克斯说，早在2月，当他意识到美国航天局将采取实际行动时，他就向美国航天局总部提供了小物体评估小组的一些服务，以评估该计划的可行性。然而，自那以后，他没有收到任何回复。对此，格林说，“这只是开始，我们将会有更多的专家参与。”

虽然这超出了他们的专业范围，但小行星科学家们对美国宇航局的最新计划怨声载道。将宇航员送往小行星的最终目的是让他们有长途星际旅行的经验，并让他们为火星做好准备。但是“如果你想把小行星带给宇航员，而不是反过来，”哈里斯说，“这根本不是把人类送到深空，这也扼杀了新突破的可能性。这和把人类送上空间站没什么不同。”因此，为了获得深空旅行的经验，仍然有必要执行其他任务。

资料来源:美国航天局

中国科学新闻(2013-05-14第三版国际版)