我在仅仅60年的时间里,我们地球人从发射第一艘宇宙飞船,到探索太阳系中的每一个行星和主要的月球,再到在月球和火星上建立一支国际的、寿命长久的机器人宇宙飞船舰队。在接下来的100年里我们会做什么?随着能力的迅速扩张,很难说未来60年会发生什么,更不用说下个世纪了。但我们在太空做任何事都要先想象一下可以因此,本着这种精神,我们试图预测并推动我们走向未来。
到目前为止,我们对地球以外世界的探索几乎都是通过机器人使者的感觉进行的。每个人都想去火星美国宇航局的既定目标,火箭专家埃隆·马斯克表示,他想在那里退休.但是将落地火星或任何其他地球的人数可能仍然很小;我现在可以告诉你,我可能不会是其中之一。事实是,将人类安全地带到另一个巨大的星球的表面,薄薄的气氛是难以置信的困难。为了做到这一点,我们将不得不完成其他几个,稍微不那么困难的事情,如幸存的长期空间远离地球,以某种方式保持我们脆弱的DNA安全的宇宙射线和太阳风暴.
虽然火星表面的环境与地球相似,但它是最难着陆的行星。与地球和金星一样,它也有大气层,但与其他行星不同的是,它的大气层不够厚,不足以自行将下降的航天器减速至亚音速。然而,大气层的厚度足以让进入大气层的航天器以星际速度进入大气层时变成火球。火星,不像太阳系中的任何其他世界,需要防热罩和减速火箭来安全着陆;可以说,这是两个世界中最糟糕的。所有这些起落架在发射质量和技术投资方面的成本都很高。尽管如此,我们还是可以在20年内看到人类登上火星。
地球上的一些人提出单向任务。这不是NASA或ESA会做的,但计划单程旅行比往返旅行简单得多,成本也低得多。这意味着第一个登上火星的人类很可能不是由NASA或ESA送往火星的。由于预算更低,对风险的厌恶也更少,私营公司也比公共机构更有可能在太空中遭受灾难。第一批登陆火星的人类很有可能不会在这次旅行中幸存下来。
由于载人太空飞行的成本和风险,我个人对另一种不同的太空探索更感兴趣。小型化的发展已经使得发射大量微型卫星相对便宜了吗近地空间。这些船很快就会发送更远不久就会有许多小型航天器在月球上着陆.从我们在地球上的家,我们都可以在月球表面进行虚拟的兜风,这些微型探险家充当我们遥远的眼睛。
这也可能是人类第一次探索火星的方式——一个不需要食物、水、住所或睡眠的机器人身体,充当人类操作员的化身。由于两颗行星之间的无线电通信存在严重延迟,操作机器人的人员仍需要位于火星附近,而不是地球附近。(发送命令和接收数据之间的延迟从8分钟到42分钟不等。)但人类不需要承担登陆火星的风险和挑战:在火星轨道上的人类可以直接、立即控制火星机器人,而所有这一切都需要呆在一艘船上或空间站,装备着我们脆弱的身体生存所需的一切。
然后,根据技术的进步方式,我们现在可以在“人类”和“机器人”勘探之间的划分可能是50年的古代。展出猜测,100年,我们可能能够从制造机构那里看到人类意识。在这种情况下,这些新的人可能不会发现漫游火星的外星环境很难。
由于天王星的极端倾斜,最好访问它的股票附近,这是一个只在42年内发生一次的事件。最后一点于2007年;如果我们在2049年在天王星附近没有轨道,我会非常失望。
在比月球和火星更远的地方,在相当长的一段时间里,我们可能只能看到科学探索,而不是人类探索——直到我们拥有机器人身体。距离如此之远,从一个目的地到另一个目的地需要几十年而不是几年的时间。所以我们将依靠机器人来做我们的眼睛。
因为交货时间很长,所以一些探索计划已经映射出来。在2020年代,我们将推出下一个机器人任务到木星;他们将在20世纪30年代到达并进行科学,并希望持续十年左右。20世纪30年代可以看到第一次推出对天王星或海王星的专用轨道使命,“冰巨人”超越木星和土星。这些需要在10到20年到20年到到达,因此仍然可以在2060年代进行科学。我们发现超出太阳系之外的大多数行星都是海王星大小的,所以它将通过访问一个轨道参观者来了解世界的大小如何工作。天王星更接近,所以更快,更容易到达;但由于它的极端倾斜,最好访问它的昼夜平静,这是一个只在42年内发生一次的活动。最后一点于2007年;如果我们在2049年的天王星没有轨道或接近天王星,我会非常失望。但是我们可以在旅行前往天王星之前选择轨道海王星,因为海王星有一个额外的绘图:它的月球氚,可能是捕获的kuiper皮带对象, and a world where Voyager 2 saw active geysers.
说到柯伊伯带,“新视野号”去年对冥王星的快速飞掠激起了我们探索太阳系外更多世界的欲望。我们已经通过望远镜知道,它们的外观就像巨型行星的卫星一样千变万化,甚至可能更多。例如,有雪茄形状、快速旋转的Haumea和巨大、霜白色的Eris。但是现在妊神星离地球的距离是冥王星的1.5倍,厄里斯离地球的距离大约是冥王星的1.5倍三次据。的宣布上周的可能,遥远,第九个星球促使很多人问我是否可以想象探索它。但是,如果“行星X”存在,那么它可能比冥王星要远远超过10倍;在那里需要100年,给予或接受,除非航天器推进有一些革命。
因此,我们在太空中不久的未来可能会离我们的家更近,但我们已经在想象和努力实现许多诱人的可能性。近地小行星数以千计,每一颗都是独一无二的,其中许多地区可能有开采前景.它们可以帮助建立太空经济,帮助我们进一步探索太空。
有些人建议浮动气球在Venusian硫酸云甲板下寻找活火山,或者在烟雾下发射类似的气球在土星的卫星土卫六上观察甲烷河流的流动,甚至可能在土卫六的乙烷湖中着陆。我们一直梦想着旅行的人群冰冷的世界浮动在它们轨道上的巨大行星的前后;许多这样的世界都有双星伴星,其中一些有戒指.我们建议在太阳始终闪耀的极地火山口轮上设立月球基地,并将群体送入太阳从未做的火山口底部,在太阳系统的时代可能被保存。
无论我们想象多大胆,我们都会在我们自己的太阳系中探索。
艾米丽·拉克达瓦拉(Emily Lakdawalla)是行星协会的高级编辑和行星布道者。她写了关于机器人探索地球以外世界的文章planetary.org/blog当@elakdawalla在Twitter上。