上个厕所就要1900万美元?太空探索还不止“烧钱”这么简单

上个厕所就要1900万美元?太空探索还不止“烧钱”这么简单

1月3日10时26分,中国嫦娥四号探测器在月球背面——艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内着陆,这也是人类探测器首次降落在月球背面,标志着我们对于太空的探索跨出了一个新的台阶。

太空距我们仅100公里,但除了一些训练有素的宇航员之外,大多数人类都没有去过外太空。开发太空是一项艰巨的任务,也是一项能够带来知识和创新的挑战。在《经济学人》杂志举办的太空峰会上,来自不同背景的讨论小组成员分享了他们对于太空探索以及发展航天科技必要条件的思考。他们认为,人类还需要具备下面几项实力,才能在太空中走得更远......

快速,可靠的数据传输

在国际空间站(ISS)的计算机需要经过特殊处理,以保护它们免受低重力和宇宙射线的影响。HPE副总裁兼高性能计算和人工智能首席技术官Eng Lim Goh博士表示,NASA的很多计算机已在太空使用了十年之久,为了让空间站不再使用老旧设备,HPE特别开发了星载计算机,目前已在环境恶劣的空间站中成功运行一年。在执行任务期间,Spaceborne始终保持运行状态,并实现了每秒一万亿次的浮点运算(1 teraFLOP)。

同时,Goh在峰会上宣布,HPE正在向太空探险家和实验者开放其超级计算服务——也叫“云端服务”,因为计算机位于云层之上的国际空间站:“先前,我们需要用高带宽的传感器在太空中收集数据,再用一条很细的“电线”连接回地球。现在,星载计算机可以在太空中处理数据,宇航员只需要发送回处理结果即可,而不是庞杂的原始数据。”

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对于火星任务来说,数据处理问题更为重要,因为传输距离更远。在火星将数据传回地球需要22分钟。将超级计算服务引入空间站可以为人类加速太空探索的研究和实验。

优先考虑STEM教育

“如果没有STEM教育,我们就无法拥有一支进入太空的科学家团队。我们需要精通科学,技术,工程,数学和计算机科学的孩子,”史密森尼国家航空航天博物馆馆长Ellen Stofan说,“太空最能激发孩子们选择科学事业的热情。”

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许多公共组织都以太空探索鼓励学生进行STEM教育。如NASA开展了针对中学生和高中生的机器人竞赛,获奖者将在国际空间站上运行他们的代码。“ Teachers in Space ”项目的教师也指导学生开展在高空微重力气球以及国际空间站两种情况下飞行的实验。

当然,还需要资金

2018年,NASA的预算达到了惊人的191个亿,让人觉得NASA似乎有足够的钱把一切都送到太空,这个想法并不正确。举个例子,在地球上使用厕所时,卫生纸只要几元钱,然而在太空中使用厕所需要花费1900万美元。资金不足依然是非常严重的问题。

好消息是,随着SpaceX的成功,特斯拉跑车驶过火星,私人航天工业正在迅速扩张并吸引投资。据《经济学人》杂志编辑Oliver Morton介绍,“风险投资正在将注意力转向太空。太空探索的前景是广阔的,投资者愿意承担风险。”

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2017年,太空企业获得了39亿美元的投资,根据《财富》杂志的报道,在过去15年中,商业太空企业的风险投资金额几乎翻了一番。投入太空行业的资金越多,航天业的发展就越快,在太空中创造的就业机会就越多,我们也有更充足的动力去探索太空。

太空医学

早在1961年,我们就了解到太空探索对于身体的危害。当时,第四个访问太空的人Gherman Titov搭乘Vostok II升空,他在发射过程中感到异常恶心,最终在太空呕吐,首次敲响了关于太空旅行者健康问题的警钟。太空旅程也会对骨骼和肌肉造成损伤,引起味觉和嗅觉的迟钝。随着太空任务时间的延长——火星之旅大概需要21个月,健康风险也随之提升。

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麻省理工学院阿波罗航空航天教授Dava Newman提醒大家,辐射是在太空中生存的最大挑战之一。太空飞船穿过大气层后会受到来自太阳粒子和宇宙射线的辐射,这会增加宇航员患长期癌症的风险,并可能在任务中期罹患急性放射病。

任务时间加长也助长了另一个健康因素的隐忧:视力。失重环境引起了驻扎在国际空间站上20%宇航员的眼神经损害。

社会和政治的指导方针

把眼光放得更长远一些,当人类踏足太空并开始建立新世界之时,人类社会的优点和缺点都将对太空产生影响。政策研究员Danielle Wood抛出了一些还没有答案的问题:“谁可以在太空中获得水和食物?”“如何设计一个公平的人类环境?”“是否需要在太空中建立公园?”

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这一切都需要政策的指导,我们应该在踏足月球与火星之前,就航天文明的意义达成一致。“每个人都应该受益于太空,太空是全人类的一部分。” Wood说。

美国国家航空航天局副局长Stephen Jurczyk表示,航天国家有一项行星保护政策,称为COSPAR,其中指出任何国家都不应污染太空。“随着商用航空的开展,我们需要有新的标准,确保没有国家或企业制造来自地球的污染。尽管还没有针对这一条例的具体执行机制,但责任感和羞耻心将敦促所有人为之努力。”Jurczyk说。

对了,不要把我们未来的家称为“殖民地”,这个词早在18世纪就应该被遗忘。


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