太空探索以大多數人意想不到的方式造福地球和生活在地球上的每個人——以下是投資太空給人類帶來希望的10個原因。
太空探索是人類有史以來最偉大的事業。走出我們賴以進化的行星搖籃,代表著人類進化的下一個進程。用Gene Roddenberry的話來說,太空確實是“最后的邊疆”。
當然,人們很容易想到,勘探將付出巨大的經濟代價。在國內也有許多迫切的需求,必須加以解決。也許有些人會感到驚訝,我們要解決地球上的許多挑戰,最大的希望就是冒險走出我們稱之為家園的星球。
以下是太空探索給地球帶來的十大好處:
1. 科技
水對生命至關重要,大量人口無法獲得清潔的飲用水或烹飪用水,從而傳播和感染疾病。現在向全世界人民分發的廉價、易于使用的水過濾系統,是根據美國宇航局在太空中過濾水的需要而開發的。
多虧了美國宇航局,我們的食物現在安全多了。皮爾斯伯里公司為美國國家航空航天局開發的危害分析和關鍵控制點概念,防止了被包裝進航天器的食物受到污染。現在,美國食品和藥物管理局使用同樣的技術,在食品運到商店之前將危險的微生物隔絕在外。
由于對太空探索的純粹研究,心臟病現在可以通過充當微型除顫器的植入式心臟輔助設備來治療。鎖孔手術是為了在太空中進行手術而設計的,只需要開一個小切口,它允許外科醫生在觀看視頻屏幕的同時在體內進行手術。
目前正在為國際空間站和人類重返月球開發的機器人和人工智能有望在國內進一步發展技術。
這些好處來自于對太空探索的小額投資。很大一部分人幾乎不知道有多少錢投入了科學和技術,導致許多人得出結論是:資金遠遠高于實際預算。
在某些方面,航天機構是受害者。當看到宏偉任務的結果時,人們很容易相信太空探索會帶來巨大的經濟負擔。然而,實際預算與這種被誤導的觀念相去甚遠。
美國宇航局獲得的聯邦預算不到0.5%,其中只有四分之一用于行星科學。美國宇航局的全部預算——大約每年200億美元——大致相當于美國人花在純素肉類替代品或萬圣節服裝上的錢。
根據國際貨幣基金組織(IMF)的數據,2020年全球化石燃料補貼達到5.9萬億美元。同年,全球各國政府在太空探索上花費了大約825億美元。僅這些對化石燃料行業的補貼就相當于各國對太空探索和研究投資的70多倍。
Carbon Tracker的高級分析師邁克·科芬說:“為了穩定全球氣溫,我們必須盡快遠離化石燃料。至關重要的是,政府應該停止扶持一個正在衰退的行業,轉而著眼于加速低碳能源轉型,以及我們的未來”。
為宇宙飛船和未來人類在地球之外的生存而開發的太陽能電池和絕緣技術可能適用于國內,從而減少我們對化石燃料的依賴。
2. 吸引投資
理查德·布蘭森在17年的時間里為開發維珍銀河投資了10億多美元。讓我們假設他的每一美元都被征稅了。假設每一美元都是應該納稅的,他的會計沒有隱瞞一分錢,每一分錢都要按37%的稅率征稅——這是現行法律規定的最高稅率。
現在,10億美元,按37%征稅,意味著聯邦政府的稅收收入為3.7億美元。美國約有3.3億人口,這一最高稅收損失相當于每個美國人約1.10美元。而且,由于這筆錢是17年分攤的,計算出來的結果是,每個美國人每年不到6.5美分。從字面上講,人們可以每年捐出10美分來做善事,這遠遠彌補了藍色起源公司給美國造成的稅收損失。
當然,埃隆·馬斯克通過SpaceX在技術上的投資遠遠超過其他任何私人太空事業。然而,SpaceX也非常成功,定期飛往國際空間站,這是通往月球和更遠的重要一步。
埃隆·馬斯克的愿景是,在未來幾十年內,人類將成為一個完全的星際物種。人類的長期生存將不再被目光短淺的領導人和失敗的經濟政策所挾持。
著名的天文學家、科普家卡爾·薩根花了很多時間來宣傳,讓世界應對他那個時代最大的生存危機——核擴散。
當英國星際學會和包括弗里曼·戴森在內的一組物理學家構想出一種方法,用威脅我們生存的核武器把我們帶到恒星上時,薩根回應說:“就我個人而言,獵戶座星際飛船是我能想到的最好的核武器用途。”
在我們遠非完美的稅法下,富人發展私人航天也許是他們利用巨額財富的最佳方式之一。很快,太空探索可能會使地球受益,因為它將超級富豪的資金投入到造福所有人的科學項目中——這是我們目前的稅收制度應該做的,但沒有做到。
我們還不知道公共或私人太空飛行會帶來什么好處,但即使是政府資助項目的有限嘗試也表明,等待我們探索的是新知識和新技術。
太空探索對人類的好處遠遠大于超級富豪購買一座島嶼或回購股票。
3. 空間發展促進了所有人的權利
7月20日,陪同貝佐斯進行亞軌道飛行的是迄今為止飛出地球范圍的人。其中一位是沃利·芬克,他從20世紀60年代早期的水星計劃開始就接受了航天飛行訓練。
芬克是“第一夫人宇航員實習生”中的一員,該組織俗稱“水星13號”——這是一群在20世紀60年代初接受宇航員培訓的女性。不幸的是,盡管她們中的一些人通過了她們進行的所有水星時代測試,但當時她們都沒有飛向太空。
美國宇航局官員說,“盡管科布和科克倫在之后的幾年里分別呼吁重啟女性宇航員測試項目,但美國民用航天局直到1978年的航天飛機宇航員班才選擇了女性宇航員候選人。宇航員莎莉·萊德在1983年的STS-7任務中成為第一位進入太空的美國女性,艾琳·柯林斯在1995年的STS-63任務中成為第一位駕駛航天飛機的女性。柯林斯還在1999年的STS-93任務中成為第一位指揮航天飛機任務的女性。”
現在,82歲的芬克終于觸及了太空,表明老年人(和女性)可以做任何他們下定決心要做的事情。
陪同她的是18歲的奧利弗·戴曼,他是有史以來最年輕的太空飛行者。他是買票去的,但隨著年輕人體驗太空,世界各地的年輕人將看到像他們這樣的人在地球之外旅行,激勵兒童和青少年從事科學事業。
然而,芬克的記錄是短暫的,當90歲的威廉·夏特納于2021年10月13日開始他自己的11分鐘星際旅行時。
太空探索打破了長期存在的障礙,使我們更接近原來無法進入的地方。
4. 解決氣候問題——你在等水嗎?
沒有足夠的氧氣,人類只能活幾分鐘。然而,在阿波羅13號的初始階段,美國宇航局的工程師們面臨著一個更為緊迫的問題——空氣中二氧化碳的積聚。
為了讓大量的人在太空生活,有必要設計出能夠清除空間站和行星前哨站大氣中的二氧化碳的系統。在這些空間站清潔空氣的大部分技術可以重新用于減少對地球大氣的破壞。
即使我們明天就停止向大氣中排放碳,氣候變化也會在未來幾十年繼續惡化。大氣和海洋反應遲緩。我們扭轉氣候變化的最大希望之一是消除地球大氣中的溫室氣體。空間探索技術為我們開發完成這一艱巨任務的手段提供了一些最佳途徑。
在全球范圍內對抗氣候變化需要持續監測天氣、氣候趨勢和影響局部地區的大規模事件,如火山爆發。這些了解和減緩氣候變化的數據只能由我們地球上方的衛星收集。
現代人類文明依賴于能源。擺脫化石燃料意味著用可再生能源代替能源。太陽能電池技術在過去幾年中取得了重大進展,這項技術可以通過探索太空來推進。
在美國和歐洲,干凈的水似乎是免費和充足的,但在世界上的大部分地區并非如此。事實上,在未來的幾十年里,全球變暖甚至可能導致南佛羅里達完全失去新鮮的飲用水。
為了獲取新鮮的飲用水,世界各地的大量移民被迫離開家園,而這種水的損失可能很快成為未來幾十年戰爭的主要原因。2016年,由于水資源短缺,印度經歷了嚴重的動蕩,伊朗最近也發生了類似的示威活動。
世界經濟論壇報道,“僅在2017年,水就成為包括敘利亞在內的至少45個國家沖突的主要因素。水作為一種資源的重要性意味著,與水有關的不安全很容易加劇國家內部和國家之間的緊張局勢和摩擦。它可以被武器化;不法分子可以通過攻擊基礎設施和供水設施來控制、破壞或改變供水渠道,以達到他們的目的。針對關鍵基礎設施的網絡攻擊的進展,引發了人們對供水系統安全的進一步擔憂”。
今天,為太空飛行和我們在其他星球上的第一個家園設計水系統的研究人員正在開發革命性的系統來清潔和處理水,以及在原本沒有生命的土地上種植作物。
避免傷害(包括戰爭)最簡單的方法就是從一開始就阻止它們發生。設計下一代水過濾和輸送系統要比把所有人從佛羅里達南部遷出并處理全球戰爭的后果簡單得多,也便宜得多。
今天,一些國家和其他利益集團正在開發將人類和機器人送到月球南極的任務,那里可能會在長期凍結的冰層中發現水。在我們將人類送入太空的任何地方,我們都需要生產、過濾、清潔和回收這種維持生命的資源。完成這項任務所需的未來技術有可能徹底改變我們維持地球生命的方式。
5. 真相,半真半假和互聯網
在這個時代,我們面對的信息比以往任何時候都多,傳遞的速度也比以往任何時候都快,每個人都有科學的工具來區分事實和謠言,這比以往任何時候都更重要。
當美國國家科學基金會(NSF)于1950年成立時,該組織在全國范圍內開設了天文臺。這種對科學的熱情,加上接受高等教育的經濟障礙降低,使全國范圍內更多的學生進入學校,推動了阿波羅號、航天飛機和哈勃太空望遠鏡的發展。
在2020年,作為一個全球社會,我們擁有的一個巨大機遇就是能夠在網上傾聽這么多人和新聞機構的聲音。
發展和鼓勵太空探索直接為科學教育提供動力,也為有才華的科學家提供了接受教育的途徑。科學訓練提供了衡量證據和識破謊言的工具。
生活在21世紀——以及以后——需要一個關注現實新聞報道的民眾,并學會辨別真假。科學提供了一套最好的工具,使我們的民眾免受偽科學和謊言的危害。
從早期的水星和登月,到直升機在火星上的飛行,太空探索讓人們興奮不已,把我們作為一個物種聚集在一起,并鼓勵我們研究我們周圍的宇宙。
6. 科學支持家庭和社區
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡于圣誕節發射升空,是一項革命性的技術。這些項目還提供了數百個高薪工作崗位,而投資僅占聯邦支出的1%。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是歷史上最昂貴的科學項目之一,僅次于哈勃太空望遠鏡和歐洲核子研究中心的大型強子對撞機。
這個項目在24年的時間里花費了大約100億美元——每年大約4.2億美元。歐洲和加拿大共同為建造這一革命性儀器又捐助了10億美元。
這筆錢可能看起來很大,但與其他聯邦支出相比,這只是滄海一粟。
為了量化這一點,在2003年至2026年期間,美國宇航局將在韋伯上花費97億美元,而美國政府將總共花費大約101萬億美元。在此期間,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡僅占美國所有支出的0.0095%——相當于從100美元中拿出一分錢來回答有關我們宇宙的基本問題。
花在韋伯和其他類似項目上的錢,主要用于提供數千個高薪工作,養活全國各地的當地社區和家庭。
行星學會高級空間政策顧問凱西·德里爾說,“該項目新的97億美元生命周期成本估計主要是由進度延長驅動的,這要求承包商的勞動力完成集成和測試的時間比預期的要長。”
2018年,創造出大約有1000個全職工作崗位,在推出之后,到2026年,僅韋伯就將創造大約3000個全職工作崗位。
“最終,所有花在太空上的錢都花在了地球上,主要花在了我們最優秀、最聰明的工程師、技術人員和科學家身上,來解決他們遇到的最棘手的問題。這是對我們集體信任的投資,也為我們的未來播種創造力和專業知識”。
7. 回答最偉大的問題
大約25萬年前,也就是最后一次冰河時代開始前的1000個世紀,古代人坐在非洲平原上,凝視著天空中在黑暗的太空背景下閃閃發光的燈光。
有些人,更好奇的人,可能想知道這些光是什么。如果這些信標是遙遠的篝火,他們與光的距離有多遠。
今天,我們可能站在回答那個古老問題的懸崖上——我們在宇宙中是孤獨的嗎?
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡不久將有能力以前所未有的細節研究外星行星的大氣層。這些研究將首次揭示其他星球上生命存在的蛛絲馬跡。
這樣的發現,雖然離第三類的近距離接觸還差得很遠,但將宣告我們在宇宙中并不孤單。這一發現將預示著我們對宇宙、我們的世界和彼此的理解進入了一個新時代。
8. 太空探索可能導致國家滅亡
在最近的冰河時代末期,人類形成了父系氏族——由當地占統治地位的男性領導的古代小群體。這種早期的實驗,把人孤立成由那些最愿意和最有能力戰斗和征服他人的人領導的群體,結果并不好。
這些部落在世界范圍內可能會與他們的鄰國發生致命的沖突,造成了很大一部分人類的死亡。在幾個世紀的時間里,世界上幾乎所有的男性都滅絕了。
直到人類的女性比例達到94%,人類文化才得以生存。
除了19世紀末的哈特菲爾德和麥考伊之間的恩怨,我們的近代史基本上沒有這種家族沖突。
后來的文明發展經歷了城邦和村莊的時代,而城邦和村莊又相互開戰。
這些城邦又衍生出國家和帝國的角色。今天,國家之間經常發生戰爭,聲勢各不相同。
對一個國家、政府或蠱惑人心的人的盲目忠誠,可能會激起一群人把戰爭強加給另一群人。除了與戰爭有關的直接成本外,無家可歸、絕望和人口大規模遷移經常給不同的人口造成損失。
未來的大多數空間站和居住地將由國際財團和私人利益集團共同開發、建造和維護。
人們可能很快就會住在我國3D打印的月球上的房子里,呼吸美國空氣過濾系統提供的新鮮空氣,飲用俄羅斯水循環裝置提供的水,乘坐歐洲工程師設計的飛行器旅行,從印度或阿拉伯的補給車獲得補給。他們應該向誰效忠?
假設你出生在太空,從未去過地球。一場發生在遙遠世界的邊境沖突對你或你的同伴有什么影響嗎?
只有太空飛行才有可能結束我們當前問題的最終根源——猖獗的民族主義。太空探索最終可能使這類國家過時。
9. 不要把所有人都放在一個桶里
地球面臨著各種各樣的威脅,既有自然的,也有人為的。小行星或彗星隨時可能撞擊我們的星球。
其他自然災害也可能造成嚴重破壞。黃石公園超級火山上一次噴發是在7萬年前,如果發生在今天,將會對大片地區造成大范圍的破壞。
美國地質調查局描述說:“蒙大拿州、愛達荷州和懷俄明州最靠近黃石公園的周邊地區將受到火山碎屑流的影響,而美國其他地方將受到火山灰的影響……這種噴發通常會形成火山口,由于地下部分熔融巖石使地面塌陷,形成大面積的火山洼地。”
災難過后的環境變化可能會持續幾十年。此外,黃石超級火山并不是唯一威脅。
美國地質調查局報告說,在過去的200萬年里,產生了大量火山碎屑噴發并形成了大型火山口的火山包括黃石公園、加州東部的長谷、印度尼西亞的多巴火山和新西蘭的陶波火山。其他“超級火山”可能包括日本、印度尼西亞、阿拉斯加和其他地區的大型火山口火山”。
地球以前就經歷過物種滅絕,如果恐龍有了太空計劃,地球上的生命可能會大不相同。
如果不能適應人類面臨的其他全球性挑戰——包括全球氣候變化——也可能通過極端天氣事件的增加、生物多樣性的喪失或人類活動造成的地質變化,危及這個星球上的文明。
在太空中永久居住是我們保護人類免受核戰爭或其他由不穩定的領導人或變化無常的宇宙引發的災難破壞的唯一希望。
10. 總觀效應
從人類太空飛行的早期開始,那些有幸在地球大氣層之外旅行的人,往往會被一種生命的相互聯系和我們脆弱的生態系統的脆弱性所征服。
自1987年以來,這種觀點的轉變有了一個名字——總觀效應。
《總觀效應》的作者、太空哲學家兼作家弗蘭克·懷特說,“真的很難表達出來,因為你只能用語言表達。其中一部分是看到地球本身。一部分是在宇宙的背景下看地球……你也會第一次以一種人類從未見過的方式看宇宙。你會意識到,我們思考時間的方式是與地球密切相關的,”。
文字、圖像、甚至視頻都無法傳達伴隨整體效應而來的雄偉的范式轉變。只有一種方法可以把這種感覺傳遞給別人。
“我認為最重要的見解之一是,如果我們想讓人們理解總觀效應,從而改變他們的行為,我們必須讓他們體驗到這一點。現在,這就像禪宗一樣。如果你對禪宗有所了解,每一位禪師都會說,禪宗是無法用語言形容的……”
也許,一旦足夠多的人體驗到這種總觀效應,從上面看到我們脆弱的大氣層,在他們面前展開的沒有國界的土地,世界可能會變成一個完全不同的地方。
我們站在超越國家界限的懸崖上,確保我們的物種免受任何全球性災難的影響,我們可能最終回答了人類存在的一些最偉大的問題。我們可以教育大眾,開發多種扭轉全球氣候變化的新方法,并將平等和機會擴大到匱乏的地區。
太空探索使這一切成為可能。