太空求生：从飞船开始签到太阳系

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科幻网游 | 星际科幻更新时间：2021-01-09

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天朝航空

天朝1964年7月19日，成功发射了一枚生物火箭。1966年10月27日，导弹核武器发射试验成功。1970年4月24日在酒泉发射了我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”。1975年11月26日，发射了一颗返回式人造卫星。1980年远程运载火箭发射成功。2年以后，潜艇水下发射运载火箭获得成功。1984年4月8日，我国第一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成功。1986年2月1日，我国发射了一颗实用通信广播卫星。1988年9月7日，天朝发射了一颗试验气象卫星“风云1号”。1999年11月20日，在酒泉卫星发射中心用运载火箭成功发射了第一艘“神舟号”试验飞船。2003年10月15日9：00，天朝发射了第一艘载人飞船“神舟5号”，飞船在太空中飞行了21小时，绕地球运行14周后，于16日清晨6：23安全返回地面。宇航员杨利伟成为第一个乘坐天朝人自己的飞船进入太空的天朝人。展望未来，在2010年以前，天朝的宇宙飞船将访问月球。2011年9月29日21时16分3秒，天朝将建立自己的空间站天宫一号发射升空。之后，天朝将进一步开展月球探测、建设月球基地、探测火星、登陆火星等一系列航天活动。

太空环境编辑

自宇宙大爆炸以后，随着宇宙的膨胀，温度不断降低，当前，太空已成为高寒的环境，平均温度为零下270.3℃。

在太空中，各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。如太阳有太阳电磁辐射，太阳宇宙线辐射和太阳风，太阳宇宙线辐射是太阳在发生耀斑爆发时向外发射的高能粒子，而太阳风则是由日冕吹出的高能等离子体流。

许多天体都有磁场，磁场俘获上述高能带电粒子，形成辐射很强的辐射带，如在地球的上空，就有内外两个辐射带。由此可见，太空还是一个强辐射环境。

太空还是一个高真空，微重力环境。重力仅为百分之一到十万分之一g(g-重力加速度)，而人在地面上感受到的重力是1g。

太空垃圾危害

自上世纪50年代开始进军宇宙以来，人类已经发射了4千多次航天运载火箭。据不完全统计，太空中现有直径大于10厘米的碎片9千多个，大于1.2厘米的有数十万个，而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒可能数以百万计。

不要小看这些太空垃圾，由于飞行速度极快（6-7公里/秒），它们都蕴藏着巨大的杀伤力，一块10克重的太空垃圾撞上卫星，相当于两辆小汽车以100公里的时速迎面相撞——卫星会在瞬间被打穿或击毁！试想，如果撞上的是载人宇宙飞船……而且人类对太空垃圾的飞行轨道无法控制，只能粗略地预测。这些垃圾就像高速公路上那些无人驾驶，随意乱开的汽车一样，你不知道它什么时候刹车，什么时候变线。它们是宇宙交通事故最大的潜在“肇事者”，对于宇航员和飞行器来说都是巨大的威胁。

当前地球周围的宇宙空间还算开阔，太空垃圾在太空中发生碰撞的概率很小，但一旦撞上，就是毁灭性的。更令航天专家头疼的是“雪崩效应”——每一次撞击并不能让碎片互相湮灭，而是产生更多碎片，而每一个新的碎片又是一个新的碰撞危险源。如果有一天，等地球周围被这些太空垃圾挤满的时候，人类探索宇宙的道路该何去何从呢？

太空垃圾是人类在进行航天活动时遗弃在太空的各种物体和碎片，它们如人造卫星一般按一定的轨道环绕地球飞行，形成一条危险的垃圾带。太空垃圾可分为三类：一是用现代雷达能够监视和跟踪的比较大的物体，主要有种种卫星、卫星保护罩及各种部件等，这类垃圾当前已达8000多个；二是体积小的物体，如发动机等在空间爆炸时产生的，其数量估计至少有几百万；三是核动力卫星及其产生的放射性碎片，到2000年，这类卫星送到地球轨道上的碎片达3吨。

1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，揭开了人类空间时代的序幕，同时也为太空送去了第一批垃圾。当时，宇航员完成飞行任务，把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗弃物都留在了卫星轨道上。此后，随着人类太空史上的一次次壮举，太空垃圾与日俱增。人类先后已将4000余颗卫星送入太空，当前仍在正常运转的仅有400余颗，其余的或坠毁于地球表面，或遗留在太空，成为太空垃圾。据统计，当前约有3000吨太空垃圾在绕地球飞奔，而其数量正以每年2%—5%的速度增加。科学家们预测：太空垃圾以此速度增加，将会导致灾难性的连锁碰撞事件发生，如此下去，到2300年，任何东西都无法进入太空轨道了。

太空垃圾给航天事业的发展带来了隐患，它们成为人造卫星和轨道空间站的潜在杀手，使宇航员的安全受到严重威胁。要知道，太空垃圾是以宇宙速度运行的。一颗迎面而来的直径为0．5毫米的金属微粒，足以戳穿密封的飞行服；人们肉眼无法辨别的尘埃（如油漆细屑、涂料粉末）也能使宇航员殒命；一块仅有阿司匹林药片大的残骸可将人造卫星撞成“残废”，可将造价上亿美元的航天器送上绝路。在人类太空史上，太空垃圾造成的事故和灾难屡见不鲜。1983年，美国航天飞机“挑战者”号与一块直径0．2毫米的涂料剥离物相撞，导致舷窗被损，只好停止飞行。1986年，“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后不久便爆炸，成为564块10厘米大小的残骸和2300块小碎片，这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星“命赴黄泉”！1991年9月15日，美国发射的“发现者”号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞，当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅相距2．74千米，幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号，它才免于丧生。据计算，当前太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为3．7%，发生非灾难性撞击事件的可能性为20%。以此计算，今后将每5—10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件，到2020年将达到2年一次。

相关信息编辑

研究发现太空让人类活的更长久

在80年代末90时代初期的联盟号飞船宇航员中，只有4个人真正意义上在太空中生活长达一年之久(技术上讲VladimirTitov和MusaManarov这俩人只待够了364.9天，但是我们不会计较这0.1天)。而其中的SergeiKrikalev是在太空中生活最长时间的记录保持者，他通过6次航天飞行在太空中生活了长达2.2年。对于航天旅行来说，这绝对算的上非常长的时间了，因为都可以很轻易的观察出你的肌肉是怎么萎缩，你的骨头是是怎么变脆恶化的。当然在太空无重力环境待够这么长的时间，宇航员还会承受很多其他方面的负面影响。

由诺丁汉大学SergeiKrikalev博士牵头的一项新的研究对上述的现象没有表示任何的反驳，他们的研究发现，在送往国际空间站的虫子体内，一种特定的基因表达级别要比在地球要低很多，于是在太空中，该蠕虫肌肉里会积累大量的毒蛋白。而当Szewczyk博士改变了c型蠕虫的该基因表达量后，这种实验蠕虫会生存的更久。(由于c型蠕虫的肌肉萎缩变现与人类惊人相似，于是经常被用语太空环境研究)

当然，我们不能就光拿虫子说事，比较太空中的人体反应与试验蠕虫的反应还是有很大不同。在一个博士的实验团队还没有完全搞清楚造成蠕虫存活长久的其他因素是什么。但是Szewczyk博士表示他还是相信人体内还是有相同的机制反应，让太空中生活的人体能生存的更久。他说：“我们一共定位了7个基因片段，这些基因能在太空环境下将生物的有效生命时期缩短.....当然我们还不是很确定其中的具体机制，但能肯定的是这7条基因涉及到蠕虫如何感知外界环境变换并且改变自身新陈代谢以适应这种环境的。举个例子来说，我们定位基因中的一条可以转录翻译生成胰岛素，因为它涉及到体内激素代谢的控制以免患上糖尿病。而在蠕虫，苍蝇，以及老鼠体内，胰岛素还会和生命长短的调节有关系。”

谈到这个研究对于宇航员的身体状况以及未来太空旅行的意义时，Szewcyzk博士只能推测说：

“我们都知道在太空中肌肉会萎缩，最新的研究成果表明这种萎缩是一种本能的适应性反应而非人们所理解的病态反应。肌肉的年龄在太空中也要比在地球长的多，这也许还是因为航天旅行减慢了肌肉的新陈代谢。”

很难说这种变化机制在人体中会实现多少，即使这种调节代谢的技术授权可以实施在宇航员身上，但是真正的航天旅行会引起人体很多部位的问题比如免疫系统，心血管系统，甚至有可能是最基本的生物系统。

要进行太空旅行的话，宇宙中无处不在的有害辐射会让任何延缓衰老的措施都无济于事。但是如果人类要进行常年的航程来对外星进行探索时，那么我想对于到达目标星球的时间宇航与是绝对够了。

人类送上太空的怪异物长啥样？

自从1977年，航海家1号和航海家2号探测器被发射到太空中(它们目前仍旧停留在那里)，那些具有听觉系统的潜在生命形式都可能已经听到了来自地球的声音。都是什么声音呢?这些声音包括来自不同文化和地区的音乐，既有来自自然界的，也有来自人类自身的(比如，一个母亲亲吻孩子的声音，风、雨和海浪的声音)，都被刻录在一张12英寸镀金的铜质光盘上。这些声音是由美国天文学家卡尔·萨根领导的委员会负责挑选的，此外还以模拟编码的形式收录了当时*吉米·卡忒的一份短信和115张图片。美国国家航空航天局还配备了易于播放光盘的唱机。[1]

詹姆斯敦铅质标签

这是考古学家在研究弗吉尼亚州詹姆斯敦城(英国人在美洲的第一个永久殖民地)时在一个井底发现的。这个写着“YamesTowne”字样的标签很可能是贴在货船上的行李箱或运货箱上的。2007年3月，美国国家航空航天局将这个铅质标签，以及两枚詹姆斯敦城的纪念币放到了亚特兰蒂斯号航天飞机中。

太阳系（以太阳为中心并受其引力维持运转的天体系统）锁定

本词条由南京天文爱好者协会提供内容并参与编辑。

太阳系（Solarsystem）是一个受太阳引力约束在一起的天体系统，包括太阳、行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星和行星际物质。[1]太阳系位于距银河系中心大约2.4~2.7万光年的位置（银河系的恒星数量约在1000亿到4000亿之间，太阳只是其中之一[2]）。太阳以220千米/秒的速度绕银心运动，大约2.5亿年绕行一周，地球气候及整体自然界也因此发生2.5亿年的周期性变化。太阳运行的方向基本上是朝向织女，靠近武仙座的方向。[3]

截至2019年10月，太阳系包括太阳、8个行星、近500个卫星和至少120万个小行星[4]，还有一些矮行星和彗星。若以海王星轨道作为太阳系边界，则太阳系直径为60个天文单位，即约90亿千米。若以日球层为界，则太阳距太阳系边界可达100个天文单位（最薄处）。若以奥尔特云为界，则太阳系直径可能有20万天文单位。[5]

太阳系的形成大约始于46亿年前一个巨型星际分子云的引力坍缩。[6]太阳系内大部分的质量都集中于太阳，余下的天体中，质量最大的是木星。八大行星逆时针围绕太阳公转。此外还有较小的天体位于木星与火星之间的小行星带。柯伊伯带和奥尔特云也存在大量的小天体。还有很多卫星绕转在行星或者小天体周围。小行星带外侧的每颗行星都有行星环

理论和观测

天圆地方学说——古代天朝人对于宇宙的认知。

在远古的时候，人类就注意到天上许多星星的相对位置是恒定不变的。但有5颗亮星却在众星之间不断地移动。因此“动”的星星称为“行星”，“不动”的星星称为“恒星”。古代天朝人给行星各自起了名字，即：水星、金星、火星、木星和土星。其中水星也称辰星，它最靠近太阳，不超过一辰（30度）。金星又叫太白星或启明星、长庚星。它光彩夺目，是全天最亮的星；火星又称“荧惑”，因它的火红颜色而得名；木星也称岁星，它大约12年运行一周天，每年差不多行经一次（全天分成十二次），古代用它来纪年；土星也称镇星或填星，因为它大约28年运行一周天，一年镇守一宿（天朝古代把全天分成二十八宿）。这就是肉眼能看见的五大行星，天朝古代统称它们为“五星”，再加上太阳、月亮总称为“七曜”。古希腊人称天空中最明亮的五颗天体（水星、金星、火星、木星和土星）为行星，意思是漫游者，这是行星一词的由来。

德国哲学家康德。

但是在历史上的很长一段时期，人类都没有认识或理解到太阳系的概念。直到文艺复兴时代，大多数人仍认为地球是静止不动的，地球处于宇宙的中心。古希腊的哲学家阿里斯塔克斯曾经推测了日心说体系，但是，直到哥白尼才提出了第一个日心说宇宙的数学模型。1755年，德国哲学家康德首先提出了太阳系起源的星云假说。41年后，法国著名的数学家和天文学家拉普拉斯也独立提出了关于太阳系起源的星云假说。[9]继星云说之后，又相继出现了“灾变说”、“俘获说”等理论。

15世纪，哥白尼像以往的印度数学与天文学家阿耶波多和希腊哲学家阿里斯塔克斯，以太阳为中心重新安排宇宙的结构，这仍是当时最前瞻性的概念。

17世纪，经由伽利略、开普勒和牛顿等的带领下，人类逐渐接受地球不仅会移动，还绕着太阳公转的事实；此时还出现新的认识，如行星由和支配地球一样的物理定律支配着，有着和地球一样的物质与现象：火山口、天气、地质、季节和极冠。

人类历史上第一台望远镜，由伽利略于1609年制成。

伽利略是第一位发现太阳系天体细节的天文学家。他发现月球的火山口，太阳的表面有黑子，木星有4颗卫星环绕着。惠更斯追随着伽利略的发现，发现土星的卫星泰坦和土星环的形状。后继的卡西尼发现了4颗土星的卫星，还有土星环的卡西尼缝、木星的大红斑。

1705年，爱德蒙·哈雷观测到哈雷彗星。这是除了行星之外的天体会围绕太阳公转的第一个证据。

1781年，威廉·赫歇尔发现了天王星，这是第一颗被发现的行星。

1801年，朱塞普·皮亚齐发现谷神星，这是位于火星和木星轨道之间的一个小行星，一开始他被当成一颗行星。然而后来发现这个区域内的小天体多达数以万计，导致它们被归类为小行星。

1846年，天王星轨道的误差导致许多人怀疑是不是有另一颗大行星在远处对他施力。勒维耶的计算最终导致了海王星的发现。在1859年，科学家发现水星轨道近日点有一些牛顿力学无法解释的微小运动（水星近日点进动）。但这一运动最终被证明可以用广义相对论来解释。

为解释海王星轨道明显的偏差，帕西瓦尔·罗威尔认为在其外必然还有一颗行星存在。在他过世后，它的罗威尔天文台继续搜寻的工作，终于在1930年由汤博发现了冥王星。但是，冥王星是如此的小，实在不足以影响行星的轨道，因此它的发现纯属巧合。

1992年，夏威夷大学的天文学家大卫·朱维特和麻省理工学院的珍妮·卢发现1992QB1，被证明是一个冰冷的、类似小行星带的新族群，也就是柯伊伯带，冥王星和冥卫一都是其中的成员。

2005年，米高·布琅、乍德·特鲁希略和大卫·拉比诺维茨宣布发现阋神星，它是比冥王星更大的离散盘上的天体，是在海王星之后绕行太阳的最大天体。

2006年8月24日，第26届国际天文联合会在布拉格举行。会议重新定义行星这个名词，首次将冥王排除在大行星外，并将其归类为矮行星。被确认的矮行星有五个：谷神星（Ceres）、冥王星（Pluto）、阋神星（Eris）、鸟神星（Makemake）、妊神星（Haumea）。

航天探测

海盗1号拍摄的火星彩色全景照片。

海盗1号拍摄的火星彩色全景照片。[10]

太阳系内所有的行星都已经被人类发射的太空船探访，并进行了不同程度的研究。在有登陆器的情况下，还进行了对土壤和大气的一些实验。

1974年3月29日，从水手10号探测飞船上拍摄的水星。

1974年3月29日，从水手10号探测飞船上拍摄的水星。[10]

1957年，前苏联发射的史泼尼克一号是第一个进入太空的人造天体，其成功环绕地球一年。

1959年，美国发射的先驱者6号，是第一个从太空中送回影像的人造卫星。

1962年，水手2号成功环绕金星飞行，成为第一个环绕其他行星的人造物体星。

1965年7月14日，NASA的水手4号成为第一艘飞越火星的飞船，也是第一艘传回火星表面黑白图像的飞船。[10]

1973年，先驱者10号飞越木星，成为探测类木行星的第一艘太空船。

旅行者2号飞船在1989年观测到的海王星大黑斑。

旅行者2号飞船在1989年观测到的海王星大黑斑。[10]

1974年3月29日，水手10号成为第一颗成功环绕水星的人造天体。在三次飞越中，水手10号拍摄到水星接近一半的星球表面，它的表面与月球非常相似。1991年的雷达观测表面，水星的极地区域或许被冰层覆盖。[10]

1976年，海盗1号和海盗2号登陆火星，开始研究火星的岩石结构和土壤模式，并且分析火星大气层的相关信息。

信使号在2015年2月25日拍摄的水星卡洛里斯盆地。

信使号在2015年2月25日拍摄的水星卡洛里斯盆地。[10]

1979年，先驱者11号成为第一艘拜访土星的太空船。同年，美国宇航局的旅行者1号飞船发现了木星的巨大星环。从1979年到2007年，包括旅行者2号和尤利西斯号在内的八艘NASA探测器被送往木星，研究其大气层、卫星和星环。

1986年1月24日，NASA的旅行者2号首次也是唯一一次飞越天王星，它发现了11颗新卫星，两个新星环和一个比土星更强大的磁场。[10]

1989年，NASA的旅行者2号成为第一个也是迄今为止唯一一个访问过海王星的探测器。[10]

2004年8月3日，NASA发射了水星探测器——信使号。经过三次飞越之后，信使号在2011年3月17日进入水星轨道，开始对水星的构成、核心结构、磁场以及极地材料进行研究。[10]

2015年，新视野号拜访冥王星。

载人探测

前苏联的和平号空间站和暴风雪号航天飞机。

1961年4月12日，尤里·加加林搭乘东方一号升空。第一个在地球之外的天体上漫步的是尼尔·阿姆斯特朗，他是在1969年的太阳神11号任务中，于7月21日在月球上完成的。在轨道上的第一个太空站是NASA的“太空实验室”。第一个真正能让人类在太空中生活的是前苏联的和平号空间站，它从1989年至1999年在轨道上持续运作了将近十年，在2001年退役。后继的国际空间站也从那时继续维系人类在太空中的生活。2003年10月15日，我国神舟五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，这是天朝首次进行载人航天飞行。2016年10月17日，我国在酒泉卫星发射中心发射了载人飞船神舟十一号，并与天宫二号自动交会对接成功。

人类探测太阳系的脚步从未停止，未来也会有更多探测器和宇航员造访太阳系的天体。

太阳系的形成有多种学说，其中之一的星云假说由1755年康德和1796年拉普拉斯各自独立提出。康德认为太阳系是46亿年前，由一个巨大的分子云的塌缩中形成。这个星云原本有数光年的大小，并且同时诞生了数颗恒星。从古老陨石追溯到的元素显示，只有超新星爆炸后的核心部分才能产生这些元素，所以包含太阳的星团必然在超新星残骸的附近。可能是来自超新星爆炸的震波使邻近太阳附近的星云密度增高，使得重力得以克服内部气体的膨胀压力造成塌缩，从而触发了太阳的诞生。[6]随着现代天体物理学和物理学的发展，特别是恒星演化理论的建立，产生了现代星云说，并逐渐占了主导地位。现代星云假说根据观测资料和理论计算，提出它的主要观点：太阳系原始星云是巨大的星际云瓦解的一个分子云，一开始就在自转，并在自身引力作用下收缩，中心部分形成太阳，外部演化成星云盘，星云盘以后形成行星。[11-12]

太阳系的形成艺术图。

当这个区域将形成太阳系前，被称为前太阳星云，坍缩时因为角动量守恒，使它转动得越来越快。[13]中心集中了大部分的质量，成为比周围环绕的盘面越来越热的区域。收缩的星云越转越快，它开始变得扁平，成为原行星盘，直径大约200天文单位，在中心是高温、高密度的原恒星。行星经由盘中的吸积形成，在尘埃和气体的引力相互吸引下，逐渐凝聚形成越来越大的天体。在太阳系的早期可能有数以百计的原行星，但大多数合并或被摧毁了，留下行星、矮行星和残余物构成的小天体。硅酸盐和金属的熔点很高，只有它们能在内太阳系的温度下保持固体形态，这些物质最终组成了岩态行星，分别是水星、金星、地球和火星。由于金属成分在原始太阳星云中只占据了一小部分，类地行星都没有发展得很大。冻结线在火星与木星之间的位置，巨行星（木星、土星、天王星和海王星）形成于冻结线的外侧，这里的温度很低，挥发物质能以固态形式存在。这一区域的冰比组成类地行星的金属和硅酸盐更多，所以该区域的行星发育得很大，可以捕获大量的氢和氦——它们是太阳系中含量最丰富的元素。太阳系中余下的那些不可能组成行星的物质聚集在小行星带、柯伊伯带和奥尔特云区域。[14]

最初的五千万年内，在原恒星中心处，氢的密度和压力都大得足以发生热核反应。在反应过程中，氢的温度、反应速率、压力和密度都一直在增加，直到流体的热压力与引力相抵消，达到静力平衡状态。到此，太阳成了一颗主序星。太阳的主序星阶段从开始到结束约有100亿年，而其他的所有阶段，包括残骸生命期等总共只有20亿年。从太阳出发的太阳风形成了日球层，并将残余的气体和尘埃从原行星盘吹入星际空间，阻碍了行星的发育。此后，太阳越来越亮，主序星早期的亮度只有如今的70%。[15]

根据天文学家的推测，太阳系会维持直到太阳离开主序。由于太阳是利用其内部的氢作为燃料，为了能够利用剩余的燃料，太阳会变得越来越热，于是燃烧的速度也越来越快。这就导致太阳不断变亮，变亮速度大约为每11亿年增亮10%。再过大约16亿年，太阳的内核将会热得足以使外层氢发生融合，这会导致太阳膨胀到半径的260倍，变为一个红巨星。此时，由于体积与表面积的扩大，太阳的总光度增加，但表面温度下降，单位面积的光度变暗。随后，太阳的外层被逐渐抛离，最后裸露出核心成为一颗白矮星，只有地球的大小却有着原来太阳一半的质量。再过去约几十万亿年后会有可能形成黑矮星。[16-17]

现代星云说还存在不同学派，这些学派之间还存在着许多差别，有待进一步研究和证实。[11]

参见词条：恒星、星云假说

概况

构成

名词辨析（依据2006年IAU之决议）

名称

定义

例子

行星[18]

1.环绕太阳且质量够大；

2.有足够的质量使本身的形状成为球体；

3.有能力清空邻近轨道的小天体。