【菜科解读】

图片来源：Transastra公司网站

　　人类到哪里都离不开水，太空中也不例外。

现在，空间站中宇航员的饮用水依然产自地球，运用火箭运送补给，运费比本钱高得多。

从地球运水，明显无法满意路远、人多的月球基地等未来太空设备的运转需求。

　　科学家说，月球、小行星等天体上有丰富的水资源，那里的水既能为宇航员供给生命支撑，又能够分解成氢和氧，作为燃料给路过的航天器“加油”

　　可是，太空中的水该怎样挖掘？是不是要把地球上的机器运过去打口井？美国国家航空航天局（NASA）打算怎样处理这一难题？

　　用好太阳能，月球融水冰

　　Transastra公司的项目名为“月球极地推进剂挖掘前哨站（LPMO）”，其获得NIAC的一阶段赞助，开始前期概念研讨。

LPMO或许能为开发月球极地陨石坑中巨大的水冰储藏，供给一个可行的方案。

　　陨石坑中之所以有许多的水冰，是因为那里地形低洼，整天不见太阳，温度极低。

但是，陨石坑的边缘却是整天阳光普照。

事实上，这些坑并不深，从底部到顶部只有100米左右。

因而，Transastra公司的研讨团队设想在陨石坑中建立采水基地，插上许多百米高的桅杆，顶部设备太阳能电池阵列，为基地供给无穷无尽的能源。

由于月球外表的重力很小，不必忧虑电池将桅杆压弯。

　　详细的采水则由电动周游车完成。

它们在冰面来回漫步，向下发射由无线电、微波和红外线组合而成的特别射线，经过辐射使水冰蒸发，一起用冷凝方法收回。

研讨人员认为，周游车可由NASA巨大的“空间发射体系”（SLS）火箭或“蓝色来源”公司的新格伦火箭发射，分量在2—5吨之间，每年能挖掘相当于自身质量20—100倍的水。

　　假如说LPMO需求将太阳能转变为电能再转化为辐射，索沃斯的项目则是直接使用太阳光的热量。

今年6月，他在NASA未来空间举动（FISO）工作组的一次演讲论述了他的“热采水”方案，即在月球极地陨石坑边缘设备定日镜（盯梢太阳运动的镜子），将太阳光反射到水冰上装有光学设备的聚热设备顶部，使水冰蒸发从而收回。

　　索沃斯团队信任，这一概念具有巨大的潜力，有望从月球永久暗影区域提取出产推进剂的工业用水。

　　罩住小行星，蒸馏内部水

　　除了挖掘月球水冰，Transastra公司还有一个从小行星上取水的项目，也获得了NIAC赞助，其原理与索沃斯团队提出的方案类似，即使用集中的阳光使水从小行星中蒸发。

　　不同的是，该项目需求太空飞船直接将小行星捕获，然后用特别的“罩子”把它包起来，之后引导阳光集中照耀小行星的某些部位，经过强烈的热量使其外表的岩石脱落，内藏的水冰敏捷蒸发，一起被冷凝收回。

　　不过，捕获小行星是“蜜蜂”系列飞行器面临的最大技术难题，其方案运用充气的“罩子”直接包住小行星，而小行星很可能会旋转，因而飞行器在捕获之前必须与其同步旋转，捕获之后再用支柱固定小行星，使它慢慢消旋。

因而，旋转非常慢的小行星是抱负的方针。

　　该项目已经进入第三阶段，也便是要完成演示使命的一切预备。

Transastra公司方案在21世纪20年代前期展开演示使命，即向近地轨道发射一个250公斤左右的、代号“迷你蜜蜂”的概念飞行器，一起将一颗很小的模仿小行星送入太空，供“迷你蜜蜂”展开采水试验。

Transastra公司披露，完成“迷你蜜蜂”演示使命需求大约1000万美元。

假如成功，其将推出更大的“蜜蜂”和“蜂王”飞行器。

“蜂王”的方针是能够捕获40米直径的小行星并“蒸馏取水”。

　　然而，从NASA赞助的这些项目看，要想得到太空水，打井或许不如太阳能好用。

小行星对恐龙来说可能是坏消息，但对真菌来说却是好消息

二叠纪-三叠纪灭绝（2.52亿年前）后，全球范围内都有真菌大量繁殖的记录，但在恐龙灭绝后，只在新西兰的一个地点有记录。

美国巴尔的摩约翰斯·霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员Rosanna P.Baker和Arturo Casadevall想要调查这种后来的真菌爆发是否也是一种全球现象。

寻找古代孢子两人分析了从科罗拉多州和北达科他州保存良好的地质遗址采集的沉积样本。

他们考察了晚白垩纪、白垩纪-古近纪边界以及早古新世的材料。

为了提高发现古老真菌孢子的机会，贝克和卡萨德瓦尔采用了更温和、无酸性的制备技术，而非传统的处理方法，后者能去除脆弱或较小的孢子。

研究人员在他们调查的三个地点发现了真菌爆炸。

具体来说，他们报告称，在小行星撞击前大约3万到1万年，真菌大发已经开始。

他们认为这可能与现今印度地区德干陷阱火山大规模喷发期间的气候冷却有关。

那颗消灭恐龙的小行星可能引发了全球真菌大流行鲍林坑段有真菌刺。

（A）左侧的照片显示了岩石地层学，K/Pg边界由黄色虚线表示，与每个样品中真菌形态在总微化石计数中所占百分比的柱状图（右侧）对齐。

（B）三种真菌穗中最丰富的真菌形态类型的代表性图像。

研究作者在论文中写道：“晚白垩纪真菌繁殖事件与德干火山活动的时间关联表明，生态动荡发生在波利斯撞击前数万年，可能促成了白垩纪-古近纪灭绝事件。

”然后，小行星撞击后，真菌活动出现了更显著的激增。

“我们的结果证实了K/Pg边界出现真菌激增，支持了这一假设：这次大规模灭绝，就像标志着二叠纪末期的那次灭绝一样，随后是全球范围内真菌活动增加的时期。

”真菌盛宴科学家们认为，这两种真菌爆发的主要驱动力是大量死去的有机物积累。

首次花期，由于大量二氧化硫和灰烬喷射到大气中，导致的快速气候变化很可能扰乱了陆地植物生态系统。

作为自然的循环利用者，真菌会在突然大量死去的有机物中繁衍。

同样的过程将在小行星撞击后以更大尺度发生，该撞击使地球陷入全球撞击冬季，留下更多腐朽物质。

科幻或成现实：激光武器改变小行星飞行路线

该系统将利用激光束拦截并改变小行星的飞行路线。

左图为DE-STAR系统进行多种任务的示意图，包括小行星转向、成分分析、长距离航天器供能和推进等。

右图是激光束导致小行星气化的想象图。

　　左图为DE-STAR系统进行多种任务的示意图，包括小行星转向、成分分析、长距离航天器供能和推进等。

右图是激光束导致小行星气化的想象图。

　　新浪科技讯 北京时间3月4日消息，据英国《每日邮报》报道，科学家正在建造应对小行星撞击的终极武器——DE-STAR，即"靶向小行星及勘探的定向能量系统"(Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRation)。

该系统将利用激光束拦截并改变小行星的飞行路线。

　　激光拦截小行星的概念已经提出了好多年，而近日一篇论文指出，这是阻止"近地天体"(NEOs)威胁地球的可行方案。

加州大学圣塔芭芭拉分校的物理学家菲利普·鲁宾(Philip Lubin)和加州理工州立大学的加里·休斯(Gary Hughes)教授是这一理论的提出者。

　　另一个较小规模的系统"DE-STARLITE"也在开发之中。

研究者希望该系统能与有潜在威胁的小行星"并肩"飞行，在一段相对较长的时间里使其飞行路线发生偏移。

　　研究者称，总体而言，这些技术目前已经可以实现，主要的挑战是如何建造一个足够规模、足够有效的DE-STAR系统。

　　在近期发表于《地球和行星天体物理学》(Earth and Planetary Astrophysics)期刊的论文中，作者之一、加州大学圣塔芭芭拉分校的Qicheng Zhang解释了激光如何使小行星移动，甚至使其气化的过程，从而避免地球受到撞击。

他表示，轨道行星防御系统将有可能使小行星加热到气化的程度。

　　当小行星开始喷出物质的时候，反作用力将会使它们离开现有的轨道。

据介绍，如果DE-STAR具有大约100米宽的激光阵列，那它就能使一颗320万公里之外、直径约100米的小行星偏离方向。

此外，另一个系统DE-STARLITE如果运行15年，便可以使一颗直径约300米的小行星偏移大约1.3万公里的距离。

研究者用激光将玄武岩加热至白热状态。

这一过程会改变物体的质量，并产生类似"火箭推进器"的效果，利用小行星本身作为推进动力。

在太空中，这一过程产生的能量足以改变小行星的运行路线。

　　研究者用激光将玄武岩加热至白热状态。

这一过程会改变物体的质量，并产生类似"火箭推进器"的效果，利用小行星本身作为推进动力。

在太空中，这一过程产生的能量足以改变小行星的运行路线。

另一个较小规模的系统"DE-STARLITE"也在开发之中。

研究者希望该系统能与有潜在威胁的小行星"并肩"飞行，在一段相对较长的时间里使其飞行路线发生偏移。

　　另一个较小规模的系统"DE-STARLITE"也在开发之中。

研究者希望该系统能与有潜在威胁的小行星"并肩"飞行，在一段相对较长的时间里使其飞行路线发生偏移。

　　就在去年，研究者在实验室中模拟了该系统工作的效果——尽管是在较小的尺度上。

他们利用玄武岩(已知的小行星成分类似)作为激光轰击的目标，使其加热至白热状态。

这一过程会改变物体的质量，并产生类似"火箭推进器"的效果，利用小行星本身作为推进动力。

在太空中，这一过程产生的能量足以改变小行星的运行路线。

　　"这里发生的过程称为升华或气化，能将固体或液体转化为气体，"研究者解释道，"这些气体形成了一缕云雾，也就是物质抛射，从而产生了反向的推动力，而这正是我们要测量的。

"他们利用磁场使玄武岩旋转，然后使激光固定在转动的相反方向上，以减缓旋转速率。

　　视频结果显示，玄武岩样品的旋转慢了下来，停住之后改变了方向，又重新旋转起来。

研究者表示，这一过程表明在太空中减缓小行星旋转并使其改变方向是可能的。

　　对此菲利普·鲁宾表示，对小行星旋转速度的操控提供了另一个重要的可能性：我们或许将有能力对小行星进行探索、捕获和矿产开采。

这些也正是美国航空航天局(NASA)的"小行星重定向任务"(Asteroid Redirect Mission)所制定的目标。

　　这项任务目前还处于理论研究阶段，其目标是探访一颗较大的近地小行星，在其表面采集岩石样品并送回地球。

有可能的话，可以将这颗小行星重定向到一个稳定的、围绕月球的轨道上。

　　"所有的小行星都会旋转；

问题在于绕着什么东西旋转，以及转动的速度有多快，"鲁宾解释道，"如果要在小行星上采矿，那它的旋转速度要足够慢，这样你才能捕获它。

我们的实验生动地揭示出，(激光系统)是使小行星停止转动或重定向的有效方法。

结果显示这项技术能非常好地运行。

" 玄武岩的成分与已知的小行星类似。

研究者利用磁场使玄武岩旋转，然后使激光固定在转动的相反方向上，以减缓旋转速率。

　　玄武岩的成分与已知的小行星类似。

研究者利用磁场使玄武岩旋转，然后使激光固定在转动的相反方向上，以减缓旋转速率。

玄武岩被放在一个扭力天平上，使其在受到激光轰击时保持稳定。

玄武岩被放在一个扭力天平上，使其在受到激光轰击时保持稳定。

　　除此之外，研究人员还在探索光子的推进力，这是该团队最新项目"星系探索定向推进"(Directed Energy Propulsion for Interstellar exploratioN，DEEP-IN)的关键所在。

DEEP-IN项目依赖于光子的推进力，即激光阵列所发出的光子能用于推动航天器飞行。

　　这意味着，未来的星际旅行中，小型宇宙飞船将有可能达到相对论性飞行——速度接近光速。

研究团队还测试了一个光子回收利用装置，能通过激光的反射来回收光子。

"我们在一定距离上设置了第二个反射镜，使光子能够在飞船的反射器上像乒乓球一样来回运动，"研究者Brashears说，"我们回收这些光子是为了达到推进力叠加的效果，使飞船能够飞行得更快。

到目前为止，通过一个简单的工序，我们已经可以达到5倍的放大效果，通过改进提高倍数是可能的。

" 　　这些研究具有非常广阔的前景，但要真正将其整合到航天器的飞行系统中，还涉及到许多非常复杂的问题，研究者还有很长的路要走。