沙際云

“人類不是永遠(yuǎn)住在地球上的，為了尋找光明和空間，漸漸地就會(huì)飛出大氣的外層，最后征服整個(gè)太陽(yáng)系”。這是蘇聯(lián)星際航行學(xué)的創(chuàng)始人喬爾可夫斯基墓碑上刻著的幾句話。

蘇聯(lián)科學(xué)家遵循這條道路前進(jìn)，于一九五七年十月四日發(fā)射了第一個(gè)人造地球衛(wèi)星。一九五九年一月二日——人類將永遠(yuǎn)紀(jì)念這個(gè)日子——發(fā)射了第一只宇宙火箭——人造行星。這標(biāo)志著人類已進(jìn)入星際航行的新紀(jì)元了。

太陽(yáng)系有多么大？

作為星際航行時(shí)代的人，讓我們先來(lái)熟悉一下我們的太陽(yáng)系吧！

大家都知道我們居住的地球是在不斷地圍繞太陽(yáng)而運(yùn)動(dòng)著的。同時(shí)圍繞太陽(yáng)而運(yùn)動(dòng)的還有許許多多的星球，這些叫做“行星”。我們已知有九大行星；即水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星，它們各以不同的軌道圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，有些行星還各有更小的星球圍繞著它們旋轉(zhuǎn)，這些小星球稱做“衛(wèi)星”。如月亮就是我們地球的衛(wèi)星。現(xiàn)在已知地球有一個(gè)、火星有二個(gè)、木星有十一個(gè)、土星有九個(gè)、天王星有五個(gè)及海王星有二個(gè)衛(wèi)星。另外還有一大群小行星也在以不同的軌道繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)。以上圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的九大行星和卅個(gè)衛(wèi)星以及為數(shù)約有四萬(wàn)的小行星連同太陽(yáng)本身，總稱為“太陽(yáng)系”。在蘇聯(lián)成功的發(fā)射了一個(gè)宇宙火箭后，我們太陽(yáng)系的大家庭中就增多了一個(gè)新成員。(圖一)

圖1太陽(yáng)系之一角，火星與木星軌道之間是大批小行星。

太陽(yáng)系有多么大？很難給人們一個(gè)正確的大小概念。實(shí)際上太陽(yáng)系是一個(gè)大得不可思議的空間，簡(jiǎn)直無(wú)法繪出一個(gè)正確的可作比較的星圖。我們先不妨將天文學(xué)家已測(cè)量出來(lái)的各行星和太陽(yáng)間的距離及各行星的大小列如下表：

圖2在望遠(yuǎn)鏡中看到的月球表面的一部分

若要將太陽(yáng)系按比例縮小，假定最小的水星直徑為一毫米，則太陽(yáng)就有289毫米，兩者相距有11560毫米，約十公尺多。而我們地球大小還不到3毫米，應(yīng)置于距太陽(yáng)卅公尺處。如此我們太陽(yáng)系最遠(yuǎn)的冥王星就應(yīng)置于距太陽(yáng)一公里遠(yuǎn)處，這個(gè)太陽(yáng)系圖多么大，只有飛機(jī)場(chǎng)才放得下。

行星上的物理狀態(tài)

蘇聯(lián)成功地發(fā)射了宇宙火箭，宇宙的大門已被打開(kāi)，人類拜訪月球及其它行星的時(shí)間已指日可待了?，F(xiàn)在我們對(duì)這些星球上的環(huán)境感興趣是很自然的事。

對(duì)于各行星上的物理狀態(tài)，科學(xué)家已知道得相當(dāng)詳細(xì)，對(duì)在望遠(yuǎn)鏡中看來(lái)近在咫尺的月亮知道得最清楚(圖二)。不過(guò)它總是以一面對(duì)著我們，所以另一面的情況就不得而知了。我們知道月亮上沒(méi)有水，沒(méi)有大氣也沒(méi)有生物，據(jù)測(cè)白天溫度可達(dá)135℃而晚上卻冷到負(fù)160℃，因?yàn)殡x我們最近，所以它必是人類在遠(yuǎn)征其它行星的頭一個(gè)星際基地，科學(xué)家們預(yù)言；二三年后人們將在月亮上設(shè)立科學(xué)站，因?yàn)闆](méi)有大氣的妨礙，可以更好的觀察其它的天文現(xiàn)象，同時(shí)又是理想的真空實(shí)驗(yàn)室。將來(lái)還要在月亮上建立工廠、心臟病療養(yǎng)院等，它將成為人類幸福的空中花園。

圖3(上)火星

(下)土星和它美麗的光環(huán)

我們的鄰居火星，比地球小些，它有兩個(gè)衛(wèi)星，它沒(méi)有海洋，但有比地球稀薄的大氣，其中90%為氮?dú)猓吧僭S氧氣，氣溫與地球差不多，夏天可達(dá)30℃，有季節(jié)的變化，關(guān)于火星上有無(wú)生物之謎及有關(guān)“火星運(yùn)河”的爭(zhēng)論，要等宇宙飛船飛到火星上去考查之后才見(jiàn)分曉。

另一鄰居——金星的大小與地球差不多。它對(duì)人們說(shuō)來(lái)真是個(gè)謎，終年被一層很厚的富有二氧化碳的云霧包圍著，所以就是在望遠(yuǎn)鏡中人們也從未見(jiàn)過(guò)被云霧包圍著的金星的真面目。它距太陽(yáng)比地球近些，所以溫度可能要比地球上高些，向陽(yáng)的一面約有100℃而背陽(yáng)的一面約有－25℃，對(duì)生物的生存是有利的條件，但大氣中一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)生物生存不可缺少的氧氣。

水星是太陽(yáng)系中最小的行星，距太陽(yáng)最近，它總是以一面對(duì)著太陽(yáng)，因此向陽(yáng)的一面溫度很高，連鉛都能熔化，但背陽(yáng)的一面，則從未見(jiàn)過(guò)太陽(yáng)，所以就成為太陽(yáng)系中最冷的地方了。溫度低到－264℃。

最大的行星是木星，它有十一個(gè)衛(wèi)星，溫度只有－140℃，外面有一層大氣，發(fā)現(xiàn)其中氨和沼氣很多，它的平均密度只有1.4，比水稍重一點(diǎn)。所以我們對(duì)它不感興趣。

再向外面去是土星，它有九個(gè)衛(wèi)星和一個(gè)美麗的光環(huán)，因遠(yuǎn)離太陽(yáng)所以溫度只有－153℃，密度為0.71，比水還輕。還有天王星和海王星，它們的溫度都很低，只有－184℃和－201℃，密度只有1.27和1.58，它們都處在極厚的一層甲烷與氨組成的大氣底層。

最后還有一個(gè)太陽(yáng)系最外面的冥王星，它在1930年才被發(fā)現(xiàn)，因距我們太遠(yuǎn)，我們一直對(duì)它知道得不多，溫度約在－211℃以下，密度與地球差不多。

看到了這些行星上的物理?xiàng)l件，月球，火星和金星，將是人類星際探險(xiǎn)的首要目標(biāo)，而對(duì)其它的行星，不是太熱就是太冷或是密度太小，到這些行星上去技術(shù)上還有困難。

銀河系和河外星系

現(xiàn)在我們?cè)僬務(wù)勌?yáng)系以外的宇宙。

圖4(左)銀河系的正面，圖心左邊的一個(gè)小“圓”圈代表我們太陽(yáng)系。

(右)銀河系之側(cè)面。

圖5這是距我們最近的一個(gè)河外星系(100萬(wàn)光年)

在太陽(yáng)系外面還有許多星，也就是晚上所見(jiàn)到的星了，它們絕大部分是恒星，距離我們都非常遠(yuǎn)。根據(jù)天文學(xué)家測(cè)量，離我們最近的一個(gè)恒星是半人馬座的比鄰星，相距有43萬(wàn)億公里，宇宙間速度最快的光是每秒卅萬(wàn)公里，若從太陽(yáng)到那里也需要四年四個(gè)月之久，天文學(xué)家以光一年所經(jīng)過(guò)的距離叫1光年即十萬(wàn)億公里，那么半人馬座的比鄰星距我們就有4.3光年，再遠(yuǎn)一些是天狼星有8.6光年，牛郎星有15.7光年，織女星有27光年，還有距我們有幾百幾千光年的星呢！當(dāng)然各恒星間的距離也非常之遠(yuǎn)。天上那么多的星，距離又是那么遠(yuǎn)，但它們不是完全獨(dú)立而彼此不相關(guān)的，它們組成一個(gè)偉大的集體，即是我們所常聽(tīng)說(shuō)到的“銀河系”。銀河系是由約一千億個(gè)恒星組成的，我們的太陽(yáng)系是其中的很不顯著的一個(gè)。稍近的恒星我們還能用望遠(yuǎn)鏡看清楚，稍遠(yuǎn)的就在望遠(yuǎn)鏡中也看不清了，看起來(lái)自成一群，我們稱它們?yōu)椤笆枭⑿菆F(tuán)”。根據(jù)觀察，這些“疏散星團(tuán)”與各個(gè)恒星及我們太陽(yáng)系的分布有如一扁平的“月餅”，中間厚，邊上薄，從銀河系的一端到最遠(yuǎn)的另一端有十萬(wàn)光年的距離哩！整個(gè)銀河系都在繞其重心旋轉(zhuǎn)，我們的太陽(yáng)系正處在距銀河系中心三萬(wàn)光年處，以每秒250公里在旋轉(zhuǎn)。

但是不要以為銀河系已包括天上所有的星了。在銀河系幾十萬(wàn)光年的距離以外還發(fā)現(xiàn)了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的“銀河系”，我們稱為“河外星系”?，F(xiàn)代的望遠(yuǎn)鏡能夠拍攝到距我們廿億光年處的河外星系。這數(shù)百萬(wàn)個(gè)河外星系和我們的銀河系僅是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能觀察到的“總星系”。它遠(yuǎn)不是宇宙的全部。隨著科學(xué)的發(fā)展，人類的眼界也在日益擴(kuò)大，我們將無(wú)限地認(rèn)識(shí)宇宙。

(下)土星和它美麗的光環(huán)

恒星世界間的距離是如此的遙遠(yuǎn)，想飛到最近的恒星上去，以光速飛行也需4.3年。因此到恒星去旅行現(xiàn)在說(shuō)起來(lái)還是幻想，將來(lái)發(fā)展了核子能發(fā)動(dòng)機(jī)及應(yīng)用光子火箭以及更新的宇宙飛行器后，才有可能征服宇宙間天文數(shù)字的空間。

人類未來(lái)的邊疆

人類古老的星際飛行的幻想現(xiàn)在正在實(shí)現(xiàn)?？吹搅艘陨系囊恍┛茖W(xué)的計(jì)算與測(cè)量的結(jié)果可能又會(huì)產(chǎn)生失望情緒一星球上的條件是如此對(duì)人不利及星際空間是如此的遙遠(yuǎn)。但不要忘記人類已掌握了強(qiáng)大的技術(shù)力量敢向惡劣的環(huán)境挑戰(zhàn)，利用無(wú)窮無(wú)盡的核子能來(lái)改造星球的狀態(tài)以適應(yīng)人類的需要，甚至改變它們運(yùn)動(dòng)的軌道。我們樂(lè)觀地估計(jì)星際交通的實(shí)現(xiàn)只不過(guò)是十年以內(nèi)的事。不久的將來(lái)月亮火星和金星決不再是寒夜的孤星，到月宮去并不比從蘭州乘快車到北京需要更多的時(shí)間。飛到火星金星去一次，也只需一二個(gè)月，并不顯得比洲際旅行更費(fèi)時(shí)日。這些都是人類未來(lái)的邊疆。