今年四月,美国总统奥巴马宣布了新的太空计划,将为NASA(美国国家航空航天局)拨付更多的资金,以完成登陆火星的宏伟目标。消息一出,又在世界范围掀起了太空探索的热潮。
考虑到该计划旨在向深空进发,奥巴马总统或许应该参考一个十八岁女孩的发明。这个女孩是来自新墨西哥州阿尔伯克基市的艾丽卡·德本尼迪克斯。英特尔基金刚将十万美元授予艾丽卡,用以奖励她开发的导航软件系统。艾丽卡的研究发现,行星的重力和运动能形成一个“便捷通道”, 利用这个通道,航天器在太阳系中航行的速度会更快,燃耗会更省。
艾丽卡的“便捷通道”与NASA提出的“引力走廊”概念不谋而合。
如果所示,引力走廊看上去就像是缠绕着行星、并在行星间蜿蜒的意大利面。引力走廊连接着太阳系内不同的拉格朗日点。拉格朗日点是以法国著名数学家和力学家拉格朗日命名的空间中的一个点,也被称为太空中的天平点。它存在于两个大的天体之间,由于受到两个天体的引力影响,位于这一点上的小物体可以相对保持平衡,不需要动力推进以抵挡引力作用。在每两个大型的天体之间,比如太阳和木星、地球和月球之间,理论上都存在五个拉格朗日点,但只有两个是稳定的,即小物体在该点即使受外界引力的摄扰,仍然有保持在原来位置的倾向。每个稳定点同两大物体所在的点构成一个等边三角形。
可以将引力走廊看成是自由降落的管道——不是地球上自上而下的降落,而是在行星之间的“降落”。每条管道一开始又窄又小,随后便加宽加大,甚至裂开。
引力走廊与传统的利用弹弓效应航行有所不同。弹弓效应不会让航天器进入卫星轨道,而引力走廊会。
2001年发射的“起源”号探测器已经尝试了引力走廊——“起源”号探测器在大部分时间内工作在离地球150万公里的L1拉格朗日点附近。利用重力走廊,“起源”号探测器携带的燃料节省了百分之九十。
不过,燃料的使用量与时间成反比。探测器可以在木星的卫星之间穿行,只需要极少的燃料用于改变航线,但穿越整个木卫系统可能要好几个月。而想一点燃料都不用就从地球去火星,那可能要花上几千年。
作为“引力走廊”的雏形,科幻元老埃德蒙德·汉密尔顿在1928年就提出了“太空航路”的概念。后来,菲利普·迪克借用了这一概念,并做了进一步描述:
在办公室辛苦工作一天后,埃德·莫里斯带着一身倦意踏上了回家的旅途。木卫三-地球航线上充斥着筋疲力尽、灰头土脸的商人。地球就在航线的另一端,整个航行需要两个小时。
不够,引力走廊错综复杂,航线又相当漫长,未来的太空舰队制作航路的时候,可能也会用到《星际迷航》中的这间绘图室吧:
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