从探索外太空, 我们学到了什么?

少数族裔媒体服务中心 (Ethnic Media Services) 于 9月 23 日组织了新闻发布会, 关注 ” 我们为什么要探索外太空? 我们学习到什么？” 韦伯望远镜 (James Webb Telescope) 的成功发射, 重新激发了人们对扩展宇宙理解的机会。据科学家称, 下一个伟大的尝试是在月球上建立一个基地。望远镜最近带给我们一些星座的新影像, 充满了奇观。看着这些图片中具影响力的影像, 讨论小组成员中的一人说道, “ 这无止境丰富的太空奇景, 充满了星星及星系, 虽只占整个星空中极小的部分, 但也告诉我们宇宙的历史。这些影像让我们充满了问题。在宇宙中是否还有其他的生命体？其他的行星是什么样子？将来我们会去月亮及火星做定期的旅行吗？”

上一次载人登月任务, 是 1972 年的阿波罗 17 号。当时的旅程需要 12 天, 而且由于科学家对太空旅行的风险知之甚少, 因此充满了潜在的危险。设计量子计算程序的 PASQAL 科学和技术传播专家, Alexandra de Castro 谈到了太空探索的未来, 她说, “ 我们的任务是确保人类将来在月球上旅行是安全的。” 这个目标是阿尔忒弥斯 1 号 (Artemis 1 ) 月球火箭背后任务的一部分, 由于飓风袭击佛罗里达海岸, 该火箭的发射再次被推迟。当它发射时, Artemis 1 将携带安装有探测器的人类大小的假人, 以确定人类在月球上较长时间可能受到的辐射量。根据她的说法, 阿尔忒弥斯二号的发射, 计划于 2024 年 5 月, 将搭载四名宇航员, 其中可能包括第一位在月球上行走的女宇航员。

她指出, “ 俄罗斯也在月球基地上进行研究, 暗示了一场新的太空竞赛的可能性, 就像在 1957 年苏联发射人造卫星火箭后, 定义了冷战一样。近年来, 俄罗斯一直与美国宇航局在国际空间站上进行合作, 并与美国宇航局和欧洲航天局, 合作开展项目, 旨在建立一个绕月轨道站。食物和其他物资, 将使用俄罗斯制造的模块, 运送到空间站, 这些模块将从地球来回运送。但俄罗斯在入侵乌克兰后, 立即切断了所有合作。我们现在从国际空间站 20 年的经验中, 获得了很多信息。”

美国天文学家, Edwin Hubble 在 1924 年发现了仙女座星系 (Andromeda Galaxy)，极大地改变了我们对宇宙的理解，证明它的广阔范围远远超出了我们自己的银河系。此后，NASA 已将 90 多台望远镜送入轨道, 希望进一步加深我们对宇宙的认识。这一努力导致了数十亿颗恒星和星系的发现, 并使人类比历史上任何时候都更接近于回答一些最令人困惑和深刻的问题：我们从哪里来, 宇宙是如何形成的, 以及我们的太阳系外有生命吗？

Marcio Melendez 就职于位于 Baltimore, Maryland 的太空望远镜科学研究所 (Space Telescope Science Institute, STSci), 是韦伯反射镜研究团队的一员。他说,  “ 三年前我们只知道一颗系外行星, 行星在我们自己的太阳系外绕着恒星运行。 现在我们有 5,000 颗系外行星, 其中许多是类地球行星。我们需要从大处着眼, 目前没有比 James Webb Telescope 望远镜更大的了, 它也是一个非常灵敏的望远镜。这种敏感性部分归功于红外光学技术, 该技术必须保持在低于 7 kelvin, 或大约负 500°华氏度的超冷温度。维持如此寒冷的条件, 它可以保护望远镜免受温暖的太阳光线的影响。实际上,  透过 James Webb Telescope 望远镜拍摄的每一张照片都是一张可以窥视太空黑暗的图像。每张图像都包含背景中的数百个星系, 这使 James Webb Telescope 类似于时间机器, 能够看到已经行进数十亿年的光, 一直延伸到宇宙的起源。

STSci 的 Nicole Arulanantham 的主要研究领域, 是恒星和行星的形成。通过 Hubble Space 哈勃太空望远镜, 她和她的团队一直在研究年轻恒星如何在行星形成过程中使用紫外线。 她说, “ 这告诉我们星星的成长速度有多快。而 James Webb Telescope 能有助于确定生命的存在。” 借助 James Webb Telescope, 她和她的团队现在将能够确定水在该过程中所起的作用, 并可以看到像氰化氢 (hydrogen cyanide) 这样的分子, 氰化氢是氢、碳和氮的重要载体, 对地球上生命的形成至关重要。对于科学家们来说, 太空探索最伟大的成就之一就在地球上。Artemis 协议是参与 Artemis 计划的国家之间的一系列双边协议, 它将来自全球的科学家聚集在一起, 作为人类重返月球的努力的起点。

Alexandra de Castro, Science and Technology Communicator, PASQAL

Marcio Melendez, Principal Astronomical Optics Scientist, Space Telescope Science 

Institute (STScl), Baltimore, Maryland

Nicole Arulanantham, Giacconi Postdoctoral Fellow, Space Telescope Science Institute (STScl), Baltimore, Maryland