自首次發(fā)現(xiàn)系外行星以來(lái)，天文學(xué)家一直渴望在宇宙中找到類似地球的行星，這些星球通常被稱為第二地球或超級(jí)地球。目前，每天都有新的系外行星被探測(cè)到，隨之而來(lái)的是第二地球和超級(jí)地球的數(shù)量急劇增加。盡管有些第二地球?qū)δ壳暗娜祟悂?lái)說(shuō)似乎還沒(méi)有太多實(shí)際意義，但天文學(xué)家們依然熱切地尋找著它們，因?yàn)榕c地球相似的環(huán)境可能意味著可能誕生出地球般的生命，甚至可能是高級(jí)文明，至少可以孕育出碳基生命。
一、兩顆類似地球的行星
類似太陽(yáng)系內(nèi)的探索和開發(fā)，從月球和火星等距離較近的天體開始，然后逐步向外擴(kuò)展，對(duì)于超級(jí)地球和第二地球的探索和開發(fā)也將采用相似的方式。目前，距離地球最近的第二地球位于16光年之外，這在宇宙尺度上已經(jīng)被認(rèn)為是相當(dāng)近了，而且并不是一顆，而是兩顆類似地球的行星。
這兩顆外星球位于紅矮星GJ 1002的軌道上。由于紅矮星的質(zhì)量較太陽(yáng)小，溫度較低，其宜居帶也位于較近的位置，這兩顆類地行星剛好位于GJ 1002的宜居帶內(nèi)，實(shí)屬幸運(yùn)。
按照以往的系外行星命名規(guī)則，這兩顆系外行星分別被稱為GJ 1002b和GJ 1002c。前者距離母恒星最近，只需10天就能完成一次公轉(zhuǎn)，后者需要21天才能完成一次公轉(zhuǎn)，因此這兩顆星球的一年分別只有10個(gè)地球日和21個(gè)地球日。
通過(guò)對(duì)這兩顆行星的光譜分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們都擁有大氣層。在離母恒星如此之近的情況下仍能保留大氣層，實(shí)屬不易。然而，這兩顆行星上可能沒(méi)有液態(tài)水的地表，盡管極地區(qū)域和地下可能存在水資源，但目前還無(wú)法確定。
二、人類到達(dá)第二地球的限制因素
對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的人類文明看來(lái)無(wú)論是距離10光年還是1萬(wàn)光年都無(wú)法到達(dá)，都屬于不可觸及的地方。然而，我們需要以更廣闊的發(fā)展視野來(lái)看待問(wèn)題。人類到達(dá)這些星球的唯一限制因素是宇航推進(jìn)技術(shù)。
目前，傳統(tǒng)的化學(xué)火箭依賴于動(dòng)量守恒定律和反作用力。飛船攜帶的燃料通常占據(jù)了飛船總質(zhì)量的很大一部分，而其中又有相當(dāng)一部分用于推進(jìn)燃料本身的質(zhì)量。因此，火箭的有效載荷相對(duì)于總質(zhì)量來(lái)說(shuō)非常有限。
三、如果我們改變推進(jìn)方式
目前，等離子電推技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。其中唯一的問(wèn)題在于電力供應(yīng)不足。如果未來(lái)人類能夠掌握可控核聚變技術(shù)，電力將變得幾乎無(wú)限。在這種情況下，使用不需要攜帶推進(jìn)工質(zhì)的等離子電推技術(shù)將成為可能。這將大幅提升宇宙飛行速度，甚至能夠達(dá)到光速的1%甚至10%到20%。
以光速的1%為例，每秒飛行3000公里；以10%為例，每秒飛行3萬(wàn)公里；以20%為例，每秒飛行6萬(wàn)公里。雖然即使是達(dá)到光速的10%，也需要160年才能到達(dá)這兩顆新發(fā)現(xiàn)的系外行星，但對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，這并不是無(wú)法逾越的存在了。此外，考慮到人體冬眠技術(shù)在未來(lái)可能變得更加成熟，那么在160年的航行時(shí)間中，大部分時(shí)間人們都可以進(jìn)入冬眠狀態(tài)。
如果能夠達(dá)到20%的光速，160年的航行時(shí)間將縮短至80年，幾乎已經(jīng)接近了目前人類的平均壽命水平，這具有更大的實(shí)際意義。
科學(xué)探索2024-06-24
科學(xué)探索2024-06-20
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