书城科普读物探究式科普丛书-探索太空奥秘
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第5章 神秘的太空(2)

美国航天局从事生命科学研究的约翰·别林汉就曾这样说道:我们现在还无法知道,人在外太空失重的环境下,有无可能长时间的生活。其主要体现在以下三个方面:第一,失重会引起很多生理影响,也就是所谓的“外空适应综合征”。它可以使人恶心、呕吐、平衡失控,肺部呼吸功能强烈变化,心跳加速,食欲减退,免疫系统出现紊乱……其中最让太空医学家们所担心的还是骨质的流失。航天员的骨质大约每月要丢失1%,3年以后就会丢失13%以上。这样说来,人在回到地面时是否还能支撑自己的身体?这是第一个大问号。

第二,另一个宇宙无形杀手就是太空辐射,尤其是对于长期待在外空的人来说,这种影响有时甚至是致命的。显然,在太空中停留的时间越长,受到各种各样的辐射也会越来越多。这是又一个大问题。

第三,如果长时间在太空活动,怎么解决医疗问题呢?人总会有些小疾病什么的,这是很正常的,对于在太空中生活的人来说更是如此。太空医学家们发现,在空间里所检测到的细菌和真菌达到地球上的10倍之多,而且它们有着很顽强的生命力。在太空中生存并非易事,优胜劣汰同样在太空也能体现。通过辐射、失重的影响,只有强者才能生存下来。这些细菌和真菌会产生变异,会给宇航员健康带来难以想象的危害,从而危害整个航天事业。

由此看来,人在太空中究竟能待多久,科学家现在也无法给出一个准确的答案。

人造卫星发射时为什么指向东方

几乎所有国家在发射人造卫星时,为什么总是把发射方向指向东方?这是因为地球是由西向东旋转的,将人造卫星由西向东发射时,可以利用地球的惯性,大大节省燃料和推力。地球运动的速度,随着纬度的变化也不尽相同。一般来说,赤道上的运动速度最大,随着纬度的增加而小。所以发射地点的纬度越高,火箭所需的推力也越大。

6.地球上可能有外星生命存在

对于外星生命的探索,人类的脚步未曾止步过。在地球上,或许还存在着某种特殊的有机体,构成了我们所不知道的生命系统。

美国亚利桑那州立大学宇宙生命理论家保罗·戴维斯教授就认为,要找到外星生命就应该从“地球任务”着手。戴维斯说,“早在20世纪60年代,很少有人相信除了地球之外的星球还会存在生命,然而时至今日,宇宙存在生命的说法则是十分流行的而且是普遍的。

但是,就目前而言,我们至今还不清楚的是,在类地环境中,生命是否能够自动出现。对于地球上究竟有没有我们所不了解的神秘生命,而科学家们也未曾进行过比较系统的探索与研究。至今,科学家仍未在地球上发现与已知生物不同的生命体,然而这并不代表地球上没有外星生命。虽然现代科学技术已经很先进,但还有很多生物我们无法观察到。大多数人认为在火星、木卫二或宇宙其他空间有神秘生命存在着,但从未有人想到:地球可能存在的某种神秘生命,那么它们到底是什么样子呢?

戴维斯称,这种神秘的生命形态存在的方式也许是多样性的。我们知道,地球上已有生命主要是由五种主要元素:碳、氢、氧、氮和磷构成的。但是,有机体也有可能是由砷元素组成,而并非是磷元素。而且,许多生命分子呈现出的是左螺旋形状,当然也有呈现出右螺旋形状的,DNA的双螺旋线总是呈现出右螺旋形状。但说不定真的存在某种呈现左螺旋形状DNA的微生物,只是现在还没有被我们所识别罢了。戴维斯认为,因为迄今为止,科学家们所掌握的微生物研究技术都是建立在常见的生物学方法之上的,所以他们仍然无法识别这种神秘的生命。如果有一天能够识别出,这将有助于在火星上或者太阳系的其他地方发现类似的生命。

当然也会有意外存在着,有些微生物甚至还会携带着某种不是基于DNA的基因信号。这些微生物存在的环境或者很恶劣,比如在极深的地层之下,或是在极其滚烫的温泉之中,甚至是生活于其他有机体中等,种种可能都会有。

在微生物世界里,一些微型有机体也许拥有着另一种生物化学方式,并产生第二或并发的基因结果。我们可以设想出一系列实验环境,生命在其中反复出现和灭亡。这样的话,极有可能出现某一种或多种生命形式。当然,一个关键的问题是它们是否能够继续生存下去并生成一些与已知的生命形式完全不同的生命,对于此,人类要做的研究与探索还任重而道远。

7.火星上发现猫眼石

判断远古火星是否存在液态水,除了火星上的河流地貌特征外,水合物或含水矿物质也是判断的重要证据。此前,科学家们在火星上仅仅发现了两类水合矿物:页硅酸盐和水合硫酸盐。其中黏土状的层状硅酸盐形成于大约35亿年前,由火成岩与水长期接触形成。在接下来的几亿年直至大约30亿年前,水合硫酸盐形成。

近年来,科学家们又发现了新的证据。火星侦察轨道器上的紧凑型勘测成像光谱仪(CRISM)发现了一种新的水合矿物质—水合二氧化硅,俗称“蛋白石”、“猫眼石”。猫眼石属于一种名为水合二氧化硅的矿物,水合二氧化硅的形成需要液态水。最有趣的是,存在猫眼石的地区似乎只是在大约20亿年前形成的。航天器此前在一些历史超过35亿年的地区探测到黏土等其他含水矿物。与太阳系中的其他行星一样,火星的历史大约为45亿年。

科学家称,水合矿物堪称是绝佳的证据,可以证明火星什么时间什么地点曾经有水存在过。

水合二氧化硅是火星上已发现的三种水合矿物质中最晚形成的一种。火山活动或陨星撞击事件在火星表面留下了水合二氧化硅形成所需要的原料,这种原料遇水后就会形成所谓的蛋白石。这种新发现的水合二氧化硅将水合矿物的存在后延了10亿年。

8.火星20亿年前可能有水存在

人们多年前就得知火星上有水存在。在太空中明显可见的火星冰盖主要是由冻结的水构成的。目前不得而知的是,这些冰多久会融化一次。

最令人感兴趣的一个可能就是在最初的10亿年里,火星曾经非常温暖,存在液态水构成的湖泊和海洋,而且有可能存在生命。火星地貌是水流动过的铁证:巨大的峡谷和水道,以及干涸的河口三角洲。

一些科学家认为,罕见的大洪水造就了火星地貌。洪水可能是小行星或彗星撞击后引发的,也可能是地下水被残余的火山热量加热后冲出地表造成的。

CRISM项目首席研究员斯科特·穆尔切认为:“这是一个激动人心的发现,因为它延伸了液态水在火星上存在的时间范围。蛋白石的发现告诉我们,一直到20亿年前火星上可能还存在液态水。”科学家认为,水合二氧化硅不仅是液态水存在的佐证,而且在火星地表的塑造、火星支持生命的环境中扮演了重要的角色。

研究发现,某些蛋白石状的堆积物与铁硫酸盐有关。美国宇航局喷气推进实验室科学家拉尔夫·米利肯说:“如果真的存在酸性液态水的话,应该可以从这些堆积物中看到某些矿物质。这些堆积物不仅可以表明火星上过去存在液态水,而且还可以证明液态水存在的时间足够长,足够改变某些岩石的成分。”

水合二氧化硅的发现地点位于“水手号”大峡谷。科学家们可以从拍下的照片中发现许多露出地面的蛋白石类矿物,一般都沿着大峡谷边缘的薄层延伸很长距离。此外,米利肯还通过高分辨率成像科学实验摄影仪发现火星上广泛存在乳白色硅酸盐,而且一般都存在于相对年轻的地形之上。米利肯对此解释说:“重要的是,液态水存在的时间越长,火星上支持生命的时间周期也就越长。乳白色硅酸盐出现的位置将是最值得探索的地方,特别是那些相对年轻的地形。通过探索可以评估这些地方是否适宜人类居住。”

空间探测器的命运如何

各种空间探测器在为人类作出贡献后,专家根据它们的探测使命、所携带的设备和遥控技术水平等来安排其“归途”。最后,它们有着不同的命运。

“浪迹天涯”:1972年升空的美国“先驱者10号”探测器穿越小行星带,到达木星附近并获取其图像,于2003年已飞出太阳系,中断了与地球的联系,开始“漂泊”的生活。

“粉身碎骨”:20世纪60年代初期发射的几个美国“漫游者”系列探测器,它们都以撞击月球的方式结束了一生。1990年,日本发射月球探测器“飞天”。1993年,“飞天”撞击月球后结束了它的历史使命。

“无限驻守”:2004年1月,登上火星的美国“勇气”和“机遇”号火星车,实地考察了火星。其工作能力消耗殆尽后,两辆火星车将永远驻守在火星上度过余生。

“荣归故里”:1970年发射的苏联“月球16号”探测器,在航天史上首次实现在月球上着陆,采集月岩样品并返回地球。