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新火星人

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64. 天炉计划
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接下来,他们要重返位于外太阳系的柯伊佰带,去实施“天炉”计划。等他们赶着冰冻彗星再回到火星上空时,已经是7年以后的事了。在这7年的时间中,“天盾计划”将发挥出巨大的作用,火星上空的“人工磁场”将保护火星的大气不再向外逸散,等他们将彗星赶过来释放到火星表面时,彗星释放的温室气体将被磁场牢牢地锁定在火星上方的大气当中。 按照计划,他们必须要在移民大部队到达火星上空前的半年时间内完成全部任务。但在执行“天盾计划”时所化的时间比原来预想的多了近1年时间,这样就极大地影响了下面工作时间的措置裕如。如果不能抢回这1年的时间,他们就不能保证按时完成任务了。 他们现在虽然逆着太阳的方向往外飞行,受到太阳引力的牵制,但是由于释放光了“天盾计划”的设备材料,因此与来时能保持基本一样的飞行速度。2个多月后将到达离开太阳50—60个天文单位的地方,在那里,将柯伊佰带内一些含有温室气体的冰冻彗星,通过改变其运行轨迹,促使它们朝着火星的方向飞去。在太空,因为基本上没有了空气,所以基本上也没有了阻力,因此只要给物体一个始动力,该物体在没有其它外力影响的情况下,会向一个固定的方向做匀速直线运动。运动的速度大小和方向,就要看这个始动力的大小和方向。 在制定火星改造方案之前,他们的探测器就对太阳系这一片区域进行了详细的探测,发现了数不胜数的微小行星和冰冻彗星。这里可以说是太阳系内天体数量最多的一个地方。 柯伊佰带是一个位于海王星轨道(距离太阳约30天文单位)外侧,在各大行星绕太阳公转的黄道面附近的天体密集的圆盘状区域。这里聚集着天量的微小行星和行星的碎片,它们是来自环绕着太阳的原行星盘碎片,因为未能成功地结合成行星,因而形成较小的天体,直径大多不会超过100公里。不过也有少量大块头的,太阳系已知的五颗矮行星,除谷神星外,其余四颗均来自于柯伊伯带。其中体积最大的是冥王星,直径达到了2373公里;质量最大的是阋神星,达到了地球质量的27%;还有像橄榄球一样的妊神星及轨道倾角很大的鸟神星。就连著名的哈雷彗星也同样属于柯伊伯带内的天体。柯伊伯带的由来,除了在太阳系形成阶段行星碰撞遗留下来的残余部分,还有很多是来自太阳从外围宇宙空间捕捉过来的冰冻彗星。可能是因为运动和密度的原因,柯伊伯带里面的小行星、彗星经常会发生碰撞,然后又一次次地产生碎片,得到组成新的天体的机会。 探测器发现了这里的冰冻彗星,除了含有大量的水冰外,还含有大量的甲烷冰和氨冰。甲烷和氨具有远比二氧化碳更强的温室效应,这些正是火星改造当中需要的温室气体,且火星大气中本来就缺少甲烷和氨,增加这些气体的含量,不会象增加二氧化碳那样有负面作用。而更让他们感到惊奇的是,里面居然还发现了存在大量的氧气分子,显然这是最需要增加的大气成分。尽管他们也了解到太阳系边缘的奥尔特星云,那里拥有更多的冰冻彗星,但那里到火星要有几万个天文单位那么远,而这里到火星只有几十个到几百个天文单位远。于是,决定从这里引取氧气和温室气体到火星。 飞船开始进入柯伊佰带时,即受到了来自太阳和太阳系内各种天体的引力摄动。这些引力摄动对飞船的轨道和速度产生了显著影响。首先,飞船的导航系统需要不断调整,当感知到速度偏差时,推进器会根据预先设定的参数进行调整,通过短暂点火或连续推进来调整速度和方向,以使飞船保持在目标轨道上。其次,由于柯伊佰带中存在天量的小行星和彗星碎片,飞船必须避免与它们发生碰撞。飞船上配备了先进的碰撞预警系统,这些系统利用雷达、激光等技术来探测周围物体,并及时向导航系统发送警报。当检测到潜在碰撞威胁时,导航系统会立即采取行动,根据当前位置和速度信息进行计算,并指导飞船通过调整轨道或进行紧急推进来躲避危险。但飞船数量众多、良莠不齐,有的飞船在穿越柯伊伯带时就发生了意外,与一些小行星和碎片发生了碰撞。 有一艘飞船不小心碰擦上了一颗形状很不规则、直径大约在15公里的微小行星,只得被迫停下来进行维修。这里距离太阳大约是55个天文单位,在维修的间隙,用探测器登对这颗小行星进行探测,发现它的表面呈现出来偏红的颜色,这是含碳分子在紫外线的长期照射下才会出现的现象。他们取样后拿回飞船进行检测分析,居然发现了有机物。在这个外太阳系的大环境中,最高温度也只有零下218,这颗小行星上竟会产生有机物实在让人难以置信。根据分析,发现这颗行星上的物质一半是由金属和岩石组成,铁、镁、铝、钙等金属元素以氧化物和硅酸盐的形式存在于岩石中。另一半则是由甲烷、氨和水构成的冰冻固体物质组成。在其中还发现了大量的氧气分子存在。于是,他们推测,这可能与从太阳系外围来这里的冰冻彗星活动有关,冰冻彗星与这些小行星碰撞,发生了复杂的化学反应过程,因而形成了有机物。 他们来这里的主要任务就是寻找到目标彗星,并驱使它改变原来的运行轨迹,朝着火星方向飞过去。但眼前这颗行星与彗星的混合体,显然太大了,飞船不具备这样大的推力来使它改变运行方向。且这颗行星另一半是金属和岩石,只有一半的利用价值,不能作为目标。能作为目标的,以直径在1公里左右为标准,且是纯的全部由温室气体和氧气分子组成的冰冻彗星。只有这样大小的彗星,才可以加以推动使其转变运行方向,并且可以以更快的速度运行。同时也考虑了这样一个因素,这样大小的彗星,当它们到达火星上空后,往下落到地面时,不至于会对地面造成不可预知的巨大冲击。其中有一小部分的物质在下落过程中即可与空气摩擦而受热熔化掉,余下的在和地面发生猛烈撞击后四分五裂而得到彻底释放。如果在南极和北极上空扔下,则会使得这两个地方的冰盖被撞击而引发地下水冰和二氧化碳气体的释放,一举两得。 飞船开始一一接近这些彗星,并进入与目标彗星相对稳定的轨道。他们用了一个月的时间,先后根据彗星的物质成分、运行速度、质量大小、轨道参数等因素,一共选中了300颗目标彗星。 接下来就是要将这些彗星原先随主带圆盘一起运转的轨道加以偏转,使之朝着太阳系内层火星的方向飞去。 他们采取向彗星发射一个特殊设计的密度较高的金属载重物体去撞击的方式来达到目的。当几百公斤重的撞击器以特定速度(每秒10—20公里)和角度接近目标彗星并与彗星碰撞时,由于动量守恒定律的作用,会产生巨大的推力对彗星施加作用,从而改变其速度和方向。为了确保撞击能够准确地发生,需要考虑多种因素,其中包括:准确测量彗星的质量、形状、表面特性和运动轨迹,调整载重物体的质量、速度以及入射角度等参数,选择合适的弹道路径和发射时机,实现对彗星轨道的调整。撞击器从释放到撞击,这个过程内撞击器需调整3—5次飞行轨道。撞击器击中彗星后深入彗核当中,撞击产生的动能相当于5—10吨TNT炸药爆炸的能量,立刻使彗星表面出现一个深30—40米、直径达100米的撞击坑,有1—3万吨的冰冻物质向外喷射而出。 这些目标彗星,在受到撞击影响后纷纷调整轨道,开始向太阳系内层火星的方向飞去。由于受到太阳和内层各大行星的巨大引力作用,彗星飞向太阳系内层的速度会不断得到加速。但尽管这样,由于彗星的初速度只有5.5km/s,在开始阶段加速度得不到很大提高,还得靠外力推动使其速度进一步增加,才能在预定时间内飞行到目的地。于是,除了第一次撞击使其转变方向外,他们又对彗星进行了第二次沿运行方向的撞击,使其往前飞的速度一下子增加了许多。 彗星掠过海王星、天王星、土星,速度变得越来越快。一开始当彗星加速向前飞行时,他们并没有感到意外,因为这是朝着太阳系内层方向飞行,这与朝着外围方向飞行时太阳引力越来越小是截然不同的。但当彗星以比预计的时间更短一一掠过太阳系各大行星后,他们感到震惊了。这样的加速度明显要大大超出正常情况下的加速度。怎么回事?发生什么异常情况了? 他们推测只有一种可能性,那就是内层海王星、天王星、土星、木星各大行星,其运行恰好到了“引力助推”最佳位置,几大行星仿佛形成了一个队列。实际上,行星的轨道是在三维空间中运动的椭圆或近似椭圆,而且它们的运动平面(黄道面)也会有一定的倾斜角度。在这个特定时间内,各大行星相对于彗星飞行路径的位置较为理想,使得引力助推效应达到最大化。当彗星从后面接近行星,在靠近时获得行星运行速度的60%,因而出现加速向前,似乎被行星“弹射出去”一样。其中在木星增加的速度最大,大约能达到9.8km/s,在土星、天王星和海王星时,增加的速度分别约为5.8km/s和4km/s和3.3km/s。 照这样的加速度前进,彗星在掠过木星后,就会很快以更高速度穿过小行星带,并迅速掠过火星,径直朝着金星、水星和太阳方向飞过去了。 他们的飞船守在小行星带与火星之间的太空,对着迎面过来的彗星,发射撞击器进行第三次撞击,让彗星转变运行方向,向着火星的大气层方向靠过去,并利用火星相反的“引力助推”作用,使其运行速度一下子降了下来。所有300颗彗星最后都泊进了火星绕太阳公转的轨道。 至此,“天炉计划”最主要的部分已经完成,离预订完成任务的时间还有半年时间。 接下来,就是要把这些彗星都一一释放到火星上去。放到火星的哪个地方上最好呢?他们忽然想起了,火星上只有地下水,没有地表水,而南北两极的冰盖下面,隐藏着天量的地下水。如果把彗星落到南北两极上面,以其强大的冲撞力量,一定能把冰盖砸开,产生的巨大的热力足以把下面的地下水释放出来。于是,他们就决定把300颗彗星全部一个一个地释放到火星的南极和北极地表。为了尽量减少对火星造成过大的冲击,他们分批分阶段地进行释放。 飞船来到彗星的上方,再次斜对着发射撞击器对其进行了第四次撞击。彗星运行速度瞬间降了下来,飞船随即跟在彗星上方飞行,并利用强大的推力,不断地将彗星的运行轨道往下降,直至被火星捕获,终于倾斜着飞滚而下。300颗含有氧气和温室气体的彗星,就这样被他们分批在半年时间里全部释放到了火星南北两极的表面。从此,火星的大气含量和成分得到了极大的改变,氧气增加了,气温提高了,火星地表还出现了江湖河海。
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