原標題:《地心引力》:科學「硬傷」有幾多?
打破砂鍋
近日,科幻大片《地心引力》上映,其視覺效果十分逼真震撼。那麼,《地心引力》中展現的驚險一刻在現實中真會發生嗎?請關注——
最近,阿方索·卡隆執導的科幻大片《地心引力》成為電影院裡最熱的電影之一,電影講述了在浩淼的宇宙中,男女太空人遇險後,克服重重險情,想方設法回到地球的經歷。
影片視覺效果極其震撼,不管是太空人失重下的狀態動作表現,還是空間站爆炸後飛濺的碎片都顯得精確可信。但從科學的角度看,藝術上接近完美的《地心引力》卻有很多「硬傷」。現實版的「地心引力」是不可能發生的。
衛星碎片不會引起連鎖反應
在《地心引力》中,俄國擊毀了自己的一顆廢棄衛星,造成了成千上萬的碎片,並且引發了連鎖反應,擊中了更多的衛星,銀幕上,可以看到高速飛行的太空垃圾像蝗蟲一樣,遮天蔽日地飛來,沿途擊穿一切障礙,男女主角在外太空失重環境下高速翻滾……可謂是動人心魄。
這種情況有可能在現實生活中發生嗎?太空垃圾的威脅有那麼可怕嗎?
北京航空航天大學宇航推進系講師任軍學認為:「目前太空垃圾問題越來越令各空間大國關注,但絕沒有電影中那麼誇張,不至於引起連鎖反應。近期有美國和俄羅斯的兩顆衛星在太空中相撞,產生了很多太空垃圾,但也未引起連鎖反應。」
任軍學所提到的美俄衛星相撞,指的是美國和俄羅斯的兩顆通信衛星2010年4月10日在太空的相撞,這次事故產生了大量太空垃圾。事後NASA表示,由於國際空間站的軌道在相撞事故地點下方270英裡,因此對空間站以及其中3名太空人的威脅較低。但這次事故還是產生了極其惡劣的影響,短期內無法清理。
儘管專家否定了太空碎片的災難性後果,但現實生活中,太空垃圾的確是個令人頭疼的問題。北京大學地球與空間科學學院空間物理與應用技術研究所所長兼空間探測與數據分析實驗室主任陳鴻飛說,「太空垃圾的確是一個新的太空環境問題。隨著太空活動的增加,會愈發嚴重起來。」
太空垃圾,由於體積的不同對太空飛行器的損壞差別還是很大的。陳鴻飛解釋稱:「體積較大的可能對太空飛行器造成致命傷害。國際上用望遠鏡或射電望遠鏡對這類碎片進行探測並編目,並能夠預測其軌道和位置。發射太空飛行器時選擇合適時間窗口,運行時也可以機動變軌,規避碎片密集區。另一類垃圾則為微塵顆粒,由於衛星速度很高,可能會磨壞衛星表面或光學鏡頭,人們也非常關注。」
星際「噴氣背包」飛行不太可能
電影中,男女主人公在脫離了自己的飛船後,用噴氣背包,在氧氣耗盡之前,從哈勃望遠鏡飛到了國際空間站,女主人公後來甚至還從國際空間站飛到了中國的天宮,並最終乘坐中國的神舟回到了地球。這樣的星際飛行現在有沒有可能呢?專家們紛紛給出了否定的答案。
任軍學認為:「用噴氣背包進行太空行走和空間系統的維護(如修復太空望遠鏡)早已實現了。但用它從一個空間站到另一個空間站還沒有可能,畢竟背包攜帶的燃料有限,不能飛得太遠。」
陳鴻飛也持類似觀點:「太空行走目前還只是在飛船周圍進行。人在太空中需要有生命保障系統才能生存。需要提供氧氣,回收二氧化碳,保持溫度和壓力。當前生保系統的體積很大,只有飛船才能裝下。」不過,他同時也提到「科學是不斷進步的,將來也許會小型化。但換個角度看,機器人的進步也許就不需要人在太空中飛行了」。
對這個問題最有發言權的當屬真正去過太空,並進行過太空行走的太空人。Vulture網站對美國前太空人斯科特·帕拉茲斯基進行了採訪。斯科特·帕拉茲斯基談到,「MMU噴氣背包用於很久以前的太空梭計劃,你永遠不會像電影中的主人公那樣飛。在電影裡他利用噴氣背包向哈勃太空望遠鏡靠近,如果你這樣做,你將撞到太陽能電池陣列,導致電池彎曲並使它們失去作用。所以這都是錯的。MMU噴氣背包是很棒的技術,但有許多原因導致它移動緩慢。當你在地球軌道飛行,你實際上保持著每小時17500英裡的速度,所以受到地球的軌道力學的影響,同時太空飛行器也受到很大的影響。所以它實際上要同時考慮很多因素,比男主人公飛行的方式複雜很多。」
海裡著陸後應等待救援
在影片中,天宮的著陸艙降落到水裡後,女主人公打開艙門,洶湧的海水湧進了艙內,她被迫遊出著陸艙,並在水中脫掉沉重的太空衣,才最終到達陸地,著實讓觀眾們為她捏了把汗。如果著陸艙真的降落到水中,會不會對太空人的生命造成威脅呢?
法國巴黎地球物理研究所博士法文哲告訴筆者:「歷史上有次阿波羅返回地球的時候,就是著陸在海洋中了,沒有對太空人的生命造成威脅。」
「美國載人飛船的回收方式便是降落到海洋上,由回收部門負責打撈。一般情況下,飛船返回艙是密封的,不會進水,也不會沉到水中。當然,也需要回收部門很快地找到並打撈。俄羅斯和我國是陸上回收,不存在進水的問題。」 任軍學說。
陳鴻飛也認為:「降落水面(海裡)是載人飛船返回的備選方案。載人飛行一般都有降落海裡的預案,以應對突發事件。飛船是密封艙,不會進水。飛船會漂浮在水面,給準備好的科考船發信號。打撈上來後才會開艙門。」
海面著陸是返回艙返回地球的一種常見方式。按照返回艙的設計,當它落到海裡後,將自動釋放出染色劑,把周圍海水染為螢光色,還會及時發出GPS定位信號,方便救援人員快速發現目標。降落的返回艙裡放置有航天員的應急物品及儀器、膠捲、磁帶、試驗樣品以及科學數據和遙感資料等,因此也能夠保障航天員長時間生存在其中。即使遇到換氣孔關閉的危險情況,如果返回艙內的溫度和氣體成分在允許範圍內,太空人也是要留在返回艙內。
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(來源:科技日報)