太空|这艘飞得最远的太空飞行器，让我们得到一个非常悲观的结论
地球是人类的摇篮 ， 但我们不可能永远生活在摇篮里 。 为了走出地球孤岛 ， 人类一直走在探索地外的征途中 。 当我们走出了地球 ， 距离走出太阳系还远吗？然而 ， 这艘飞得最远的太空飞行器 ， 让我们得到一个非常悲观的结论……
出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）
以下内容中国科学院国家空间科学中心 空间天气学国家重点实验室研究员刘勇演讲实录：
我的专业为空间物理 ， 经常会有人问我们 ， 这专业和同样都是研究太空的天文学有什么区别 ， 两者怎么划分 ， 到底谁管哪一块？
我们其实可以这么来理解这个问题：天文学是一门非常古老的科学 。 可以说自从地球上有了人类 ， 有一部分人开始抬头看向星空 ， 天文学就开始了；空间物理是一门历史很短、比较现代的科学 ， 它是借助现代的技术手段来研究太空的事情 。
尤其是当人类进入太空时代以来 ， 我们就可以借助飞船 ， 近距离观测那些我们以前只能在望远镜里看到的那些天上的星星 。
所以我们跟天文学的分界是他们是能够看到 ， 而我们不光能看到 ， 还是真正要去飞 ， 或者说人类的飞行器到哪里 ， 空间物理的范畴就到哪里 。
冲出地球 ， 飞向宇宙
我个人在研究中非常关心、经常思考一些问题 ， 或者说经常被人问到的问题——在茫茫宇宙 ， 还有没有其他的星球上也和地球一样有生命的存在？
如果从学术角度分析 ， 那就是在宇宙中有没有另外的星球和地球一样 ， 有适合生命生存的条件？我们能够找到和发现它吗？如果地球遇到不可抵挡的灾难 ， 我们能不能够在这种情况下逃离地球这座孤岛 ， 移民到其他星球？
但我们不管是要去外星球寻找生命 ， 还是要移民到其他星球 ， 都需要利用航天来实现 。
那么我们先从航天历史的角度来思考这一问题 。
在明朝 ， 有个叫万户或万虎的人 ， 曾想过在一把竹椅子的后面绑上几根火箭 ， 利用火箭的推力 ， 把自己送上天 ， 然后他再举个风筝就可以平安地落地 。
但这个故事的结局是个悲剧——很不幸 ， 他没有成功落地 。 当时火箭就直接把他炸死了 。
这个故事告诉我们：第一 ， 我们人类很早就有飞向星空的梦想 。 第二 ， 没有科学原理 ， 我们的梦想无法变成现实 。
而第一个把这个事情用科学方法来解释的人是牛顿 。 他通过研究万有引力发现 ， 如果扔一个东西的速度越快 ， 它就会落得越远 。
但因为地球是圆的 ， 只要扔得足够快 ， 这个东西一直会在天上飞 ， 如果绕着地球 ， 就是一颗人造的地球卫星 。
速度得是多少？第一宇宙速度——7.9 km/s ， 每秒钟走7.9公里 。 这个速度非常快 ， 差不多是高铁速度的100倍 。 用这个速度绕地球一圈 ， 只需要一个半小时 。
如此快的速度 ， 牛顿当然实现不了 ， 牛顿同时代的人也实现不了 。
牛顿之后还出了一名非常著名的科幻作家凡尔纳 。 他认为可以把人或设备装在炮弹里 ， 利用大炮发射上天 。
后来我们当然知道这个方法行不通 。 因为大炮爆炸的那一瞬间 ， 冲击力实在是太大 ， 远远超过了人体和很多机械设备可承受的范围 。
所以直到齐奥尔科夫斯基 ， 这个问题才得以解决 。 齐奥尔科夫斯基是目前为止人类公认的航天之父 。
很多航天院所都把他的一句话刻在墙上 。 “地球是人类的摇篮 ， 而人类不可能永远生活在摇篮里 。 “或者说 ， 没有人会一直生活在摇篮里 ， 人类总有一天要冲出地球 ， 走向太空 。
著名的齐奥尔科夫斯基公式是他通过研究气体动力学发现的公式 。 它解答了要达到牛顿所说的速度 ， 需要装多少燃料 ， 这个燃料要以多大的速度喷出去这样的问题 。
但燃料的燃烧本身是一个非常暴力的过程 ， 控制不好就可能造成像万虎那样的悲剧 。 所以在齐奥尔科夫斯基那个时代 ， 他也没有办法把人送上天 。
并且他那个时代的人们都觉得上天是不可能的事 。 所有关于航天的论文都被拒稿 ， 不能发表 。 齐奥尔科夫斯基只好把他的想法写成了科幻小说 。
其中一部著名的科幻小说——《在地球之外》 ， 详细地讲述了一帮科学家怎么做火箭 ， 怎么做宇宙飞船 ， 然后乘坐宇宙飞船 ， 伸向太空 ， 探索月球和小行星 ， 最后平安地回到地球 。
可以说它不仅仅是科幻小说 ， 还是一个伟大的科学构想 。
齐奥尔科夫斯基当时没有能力实现这个科学梦想 ， 但他的学生科罗廖夫成为了第一个造出人造地球卫星 ， 并将其成功发射上天的苏联科学家 。
推荐阅读
- 莱卡|63年前在太空中牺牲的小狗，现在回到地球了吗？
- 蚁群|英国现巨型飞蚁群太空可观测到 让气象雷达误以为是要“下雨”
- 钟传斌|中国这一工程绝无仅有，“太空三峡”隔空输电全球首创
- 超导体|超导体可天然形成，太空陨石中的新发现
- 太空|太空探索对你很重要的10个原因
- 科学|生物遗骸在太空中会发生什么变化？会成为其他星球的生命起源吗？
- 宇航员|宇航员甚至能在太空看电影！看看你的品味和他们是否相同？
- 天文学|这艘飞得最远的太空飞行器，让我们得到一个非常悲观的结论
- 天文学|这艘飞得最远的太空飞行器，让我们得到一个非常悲观的结论
- 天文|太空破坏：我们是怎样把月球变成垃圾场的