太空探索的优缺点

2025年1月12日 | 阅读10分钟

太空探索是利用日益增长的空间技术对深空天体进行的持续不断的发现和研究。虽然天文学家通常使用望远镜进行太空研究,但真正的太空探索涉及载人航天和无人机器人任务。

Advantages and Disadvantages of Space Exploration

尽管天文学——研究天体——自最早有可靠文字记载以来就一直存在,但直到20世纪初,太空旅行才成为现实。知识的进步、不同国家的统一、人类生命的保障以及在其他国家之上获得军事和地缘政治优势,都是太空探索的常见论据。

Advantages and Disadvantages of Space Exploration

冷战和其他地缘政治竞争有时会以太空竞赛的形式出现。苏联于1957年10月4日发射的斯普特尼克1号,以及美国阿波罗11号飞船于1969年7月20日首次登陆月球,通常被认为是太空旅行史上的转折点。美国和苏联之间的“太空竞赛”推动了早期太空探索的开始。1957年,苏联航天计划将第一个生物送入轨道,并于1961年发射了第一个空间站(礼炮1号)。首次太空行走于1965年3月18日完成,1966年实现了在另一个天体上的首次自主着陆,并于1961年发射了第一个空间站(礼炮1号)。它还在1961年搭载尤里·加加林乘坐东方1号进行了首次载人航天飞行。

在最初20年的探索之后,重点从一次性旅行转向了耐用的装备,例如航天飞机计划,以及从竞争转向合作,例如国际空间站(ISS)。

自2011年3月国际空间站(ISS)的STS-133主要任务完成以来,美国太空探索的计划仍在变动。布什政府的星座计划旨在到2020年将宇航员送回月球,但专家评估小组于2009年发现该计划资金不足且不可行。2010年,奥巴马政府提议对星座计划进行重新设计,以建立载人飞出近地轨道(LEO)的能力。他们设想将国际空间站的运行寿命延长至2020年以后,将载人运载工具的制造委托给私营部门,并开发能够实现近地轨道(LEO)以外任务的技术,例如前往月球、地/月L1点、太阳、近地小行星、火卫一或火星轨道。星座计划很可能会被终止,用于建造重型运载工具的资金将作为美国参议院和众议院仍在辩论的NASA支出法案的一部分提供。(HLLV)。

欧盟、日本和印度都已规划了未来的载人航天任务。中华人民共和国在21世纪初成功开展了载人航天计划。中国、俄罗斯、日本、印度、欧盟等国以及其他国家都支持21世纪人类登陆月球和载人火星任务。

Advantages and Disadvantages of Space Exploration

太空探索的优势

让我们考虑一下太空探索对地球的好处。

1. 高级机器人和人工智能

太空和地球大气层之外的一切都是敌对的。我们的探索手段是机器人和人工智能。最聪明的头脑一直在努力开发让我们能够前往火星及更远地方的技术。这些技术同样被用于地球,协助搜救行动,并为残疾人士提供行动便利。

2. 更安全的食物

太空冰淇淋的口感与普通冰淇淋不同。因此,为宇航员提供安全、无污染的食物的任务需要一些非常规的解决方案。FDA现在使用Pillsbury为NASA制定的危害分析关键控制点(HACCP)方法来保证从商店购买的食品安全。该方法是为了消除航天器内的微生物污染。

3. 更清洁的水

太空研究送给地球最重要的礼物之一就是水。由于需要充分过滤宇航员的用水,NASA开发了一个简单便携的净水系统。因此,低成本、易于使用的净水装置被创造出来,并被广泛用于提供清洁饮用水或在原本贫瘠的土地上生产作物。

4. 小行星规避

问问任何史前动物;地球上的小行星不是闹着玩的。实际上,一颗直径大于100米的流星撞击地球将导致一场灾难性的浩劫。通过谨慎的太空存在和现有的航天器驱动核爆炸技术,我们有可能避免人类重蹈猛犸祖先的覆辙。

5. 医疗创新

宇航员得以进入国际空间站,在那里他们得以测试和完善医疗技术,这些技术已经彻底改变了地球上的医疗保健。从在MRI机器内进行的精密机器人手术到挽救生命的癌症治疗,现代医学的未来正与太空探索同步发展。

6. 关键原材料的来源

我们已经知道,陨石会带来地球上不寻常的、通常闻所未闻的金属和元素,或者在其身后留下金尘。然而,月球是我们近邻,在那里可以找到其他稀土元素。例如,氦-3是核反应堆的潜在燃料,并用于一些特殊的MRI程序。其他元素,如钽和铕,则用于现代电子产品和太阳能电池板。

7. 应对气候变化

消除空间站和行星前哨站的二氧化碳是太空旅行的主要挑战之一。随着聪明才智的人们努力净化飞船内的空气,我们也正在更多地了解如何减少我们周围环境中的同一种有害物质。此外,绕地球运行的卫星可以提供精确的信息,帮助我们理解和控制气候变化。

8. 世界和平

国际空间站在其轨道上接待了来自18个国家的宇航员和航天器。发展国家之间更深厚的外交关系和更多的信任可能是国际合作的关键。乌克兰局势最近给这一全球联盟带来了压力,但到目前为止,这些纽带只是弯曲,并未折断,有理由相信全球伙伴关系将持续下去并带来启发。

9. 培养人类的好奇心

由于我们天生就充满好奇心,人类之所以与其他地球生命形式不同,在于我们学习和探索的需要。太空旅行清晰地展示了我们在宏大图景中的渺小,并窥视神秘的魔力。我们人类的好奇心因发现新星系和探测到黑洞而得到满足和激发,这让我们思考宇宙中是否存在地外生命。

10. 激励后代

当有史以来最年轻的太空飞行员参加SpaceX任务时,世界各地的孩子们看到了他们不可能的梦想成真。太空飞行不再是幻想,也不再是少数人的特权,而是现实。孩子们现在可以看到人类历史上首次进行太空飞行的潜力,从而促进科学教育和职业发展,提高世界的惊人创新能力。

太空探索的缺点

1. 我们现有的技术使得进入太空本身就非常危险。

然而,这并非一项探索活动。一些组织正在开发“太空旅游”项目,可以将乘客乘坐舒适的飞行器带到我们大气层的最外层。为了获得足够的动能来逃离引力,我们现在将人固定在连接着巨大火箭的航天器中。

自1964年10月西奥多·弗里曼(Theodore Freeman)在T-38飞机坠毁事故中丧生以来,已有20多人为推进美国太空计划的目标而牺牲。只有两人(Gus Grissom和Peter Siebold)能够承受一次导致航天器损失的事故。

2. 太空探索需要考虑成本因素。

启动一项将我们带离地球的计划的努力,最主要的批评之一就是太空探索的成本。在美国航天飞机计划运行期间,发射的总成本接近5亿美元。这个数字还不包括延迟的成本,当无法将火箭送入轨道时,这些延迟经常发生。

在我们太阳系中,载人任务的成本是前者的十倍,但它们可以带我们去火星或木星的某个卫星。近年来技术的发展可能会使这个问题对年轻一代来说更经济实惠。然而,当地球上的人们还在挨饿时,我们应该考虑花费数十亿美元进行太空探索是否是正确的做法。

3. 宇航员在太空中会暴露于自然危险。

在载人太空探索尝试期间,如果我们没有在发射过程中丧生,地球大气层以外的自然威胁可能会在多种方面造成麻烦。在太空中,宇航员始终面临着太阳辐射的风险,而重力的缺失可能会影响他们的身体状况。对一个留在地球上、另一个在太空中度过很长一段时间的双胞胎进行的实验表明,太空飞行还会导致细胞和基因层面的改变。

4. 当前的太空探索可能是单程旅行。

如果我们决定开始调查火星,宇航员飞往火星可能是一次单程旅行。当我们把宇航员送上月球表面并让他们返回飞船时,我们的技术允许他们着陆。我们可能会对小行星、其他行星的卫星以及其他没有大气的地外天体采取类似的行动。

即使这次旅行不是单程的,前往月球以外地点的所需时间也使得进行救援行动几乎不可能,如果需要修理的话。为了让我们目前的太空探索构想取得成功,必须追求完美。

5. 现在可能没有理由开始探索。

太空探索一直以来都是人类社会着迷的源泉,因为它满足了我们对宇宙了解更多的渴望。哈勃望远镜的远距离图像与亲身前往该地不同。需要回答的问题是,是否有充分的理由开始这项计划。实际上,值得考虑的实际应用很少。

未来,我们可能会开始从小行星中提取矿物和原材料。未来的世代可能需要殖民其他行星。考虑到我们仍在处理地球上的贫困和犯罪等问题,现在解决我们当前面临的问题可能比关注可能需要也可能不需要的未来需求更可取。

6. 无人探测器可能是更有效的资源利用方式。

将自主探测器发送到更远处的危险虚空中,是我们试图在太空旅行需求方面削减成本的一种方式。这些任务取得了一些成功,最著名的是旅行者1号和2号任务,它们使人类能够观察到太阳系之外。通过这种选择,我们几乎可以消除对人类生命的任何风险。

然而,这种策略在应对不断变化的情况时需要更灵活,这是其缺点之一。火星气候轨道器就是一个很好的例子。它耗资超过1.2亿美元,在进入大气层后燃烧殆尽,因为它接收到了错误的着陆坐标,并且没有提供任何数据。

7. 我们当前的信息需要更新。

根据2017年2月22日NASA的一份报告,在一个太阳系中发现了七颗地球大小的行星。其中三颗行星位于“宜居带”,即在其恒星周围的温度适中的区域。这个行星群被称为Trappist-1系统,位于水瓶座。它的距离至少有可量化的距离,因为它距离我们约235万亿英里。

这个行星系统距离我们40光年是一个问题。这意味着我们的科学家花了四十年才收到我们现在能看到的信息。想想你过去五年内的所有变化,然后将这个想法推演到整个世界。为了避免在我们开始太空探索时陷入意外危险的境地,我们必须考虑到这种延迟的存在。

8. 这可能会导致我们与拥有先进技术的生物发生未来的冲突。

通过太空探索,我们对宇宙的潜力对人类抱着高尚的期望。当我们发送旅行者号探测器飞出太阳系时,我们在上面留下了两张唱片,以与任何可能遇到的智慧生物进行交流,并让他们知道我们是一个文明。

根据大多数仔细权衡遇到外星生命的利弊的思想家,第一次接触只会发生两种可能。要么是一个敌对种族,想要利用我们星球的资源;要么是一个技术先进的物种,创造了一个和平的文明,信息共享可能成为可能。

结论

总而言之,太空旅行弊大于利,因为辐射和事故可能会危及宇航员的生命。然而,有一些好处值得关注。例如,用于太空研究的资金将通过带来新的就业机会和技术进步来刺激经济增长。此外,由于太空中的采矿和资源提取以及废物转化将缓解宝贵可用资源的稀缺性,太空探索也是一项重要的计划。因此,鉴于这些好处的巨大影响,应该为太空探索提供资金。


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