Galaxy

仰望星空，脚踏实地。

一个浏览器的 3D 显示实验项目，在网页上展示10万颗恒星，讲解宇宙知识。

2020年5月5日，长征 5B 火箭在海南省文昌发射升空，村民们隔海围观。本次发射用于试验中国新一代载人飞船。

2006年1月19日，新视野号宇宙飞船发射，飞向遥远的冥王星。经过三十亿英里的飞行，九年后的2015年7月14日11点49点，到达预定地点冥王星。这只比2006年的预测慢了1分钟，达到了99.99998％的准确度。– 《了不起的 NASA》

如果太阳是一只西瓜那样大小，地球将会处于43米之外，需要望远镜才能看到它。
–《极简宇宙史》

宇宙不过是一片巨大的黑暗，银河系是漂浮在其中一个角落的恒星群岛。
– 《极简宇宙史》

印度月球车首次登陆月球，结果距离月球表面2公里时失去联系，控制中心都傻了，就这样全国直播出去了。今年4月份，以色列月球车登陆也失败，看来这件事很不容易。

科学家发现，相隔几千万光年的星系会同步旋转，因此猜想宇宙存在某些巨型结构，将遥远的星系连在一起。

美国一份研究报告显示，2035年美国可以实现90%电力来自清洁能源，淘汰所有煤炭发电，并减少70％的天然气发电。

一个西伯利亚小镇6月20日出现38度的高温，打破了北极圈高温记录。

火星探测器“天问一号”拟发射

由中国空间技术研究院抓总研制的火星探测器“天问一号”日前已运抵文昌航天发射场，备受全球瞩目的中国首次火星探测任务即将开展。按预定计划，发射将于7月23日左右进行，2021年2月11日抵达火星，2月21日变轨进入停泊轨道，4月择机登陆。

BBC提出由于气候变暖，夏天正变得太热了，成为人类的灾难。

美国宇航局重新联系上”旅行者二号”飞行器，此前澳大利亚的无线电天线维修7个月，无法通信。”旅行者二号”发射于1977年，已经飞出了太阳系，距离地球187亿公里，地球信号需要18个小时才能到达它。

Why

20世纪50年代，建造月球基地是一项工程和技术挑战。今天，它基本上是一个政治和经济挑战，难点是说服足够多的人，花时间和精力去做这件事是值得的。
– HN 读者

地球与火星之间的通讯大约需要40分钟，发出一条指令，40分钟以后才能收到，这意味着火星登陆器必须高度自动化，具有自主决策的能力。

– 《中国为什么想去火星》

为什么这个月会有那么多火箭发射到火星？

2020年是两年一次的火星年，而7月中旬至8月中旬则是今年的火星季，这数周的时间是绝佳的“火星探测器窗口”。
今年10月14日将出现“火星冲日”的天文现象，届时火星、地球和太阳所处的轨道位置将形成一条直线，火星和地球的距离也将最近，因此适合高效完成火星探测任务。
考虑到地球与火星的距离以及地球和火星绕太阳公转的速度，最佳的发射时间是“火星冲日”之前两个月左右。
“希望号”、“天问一号”和稍后的“毅力号”将共同开启新一轮火星探索周期。

为什么一天有两次潮汐

潮汐是月球引力引起的，这样的话，应该最靠近月球的时候，才会发生涨潮。但是事实上，地球上大多数地方，一天有两次涨潮，某个地点最远离月球的时候也会涨潮，这是为什么？

What

人类正在充分利用元素周期表。20世纪80年代的第一代手机，包含25到30种化学元素。今天的手机包含大约75种化学元素，几乎是周期表的四分之三，其中可能包括卢旺达的钽、白俄罗斯的钾、墨西哥的银、缅甸的锡、印度的碳和中国的锗。

– 《元素周期表150周年》

宇宙的形状

自从科学家观测到宇宙正在膨胀，就推断宇宙的形状像一个不断膨胀的气球。随着气球越变越大，气球内部任意两点的距离都在不断增大。

一个波兰团队发现，银河系的形状不是一个平的圆盘，而是像一个两端翘起的黑胶唱片，一端向上翘，另一端向下翘。

重要的是事实，而不是证据。物理学可以在没有证据的情况下进步，但是如果没有事实，我们就不能继续前进。
– 理查德·费曼

你问我宇宙大爆炸之前发生的事情，就像问我南极以南是什么地方。
– 斯蒂芬·霍金

哈伯望远镜2019年6月20日拍到了最新的土星全景照。

太阳系最高的火山

火星上面的奥林匹斯山（Olympus Mons）高达21公里，是珠穆朗玛峰的两倍半。它是目前已知太阳系最大的火山，也是最高的山峰之一。

木星相册

一个天文爱好者收集的木星照片。

Starlink Map

星联计划（Starlink）是 SpaceX 公司的一个全球卫星上网项目（详见本期《文摘》部分的介绍），计划最终发射几万颗小卫星，目前已经发射了500多颗。这个网站可以查看所有卫星的实时位置。

中秋快乐｜关于月亮，你不知道的九件事

原创：「罗辑思维」罗辑思维今天

中秋佳节，祝阖家团圆！

虽然低头月饼，抬头满月，但对于月亮，你真的了解吗？

你可能会说“当然了解啊”，不过别急，你最好先看看下面的内容。

今天给你介绍一本关于月亮的好书，你对月亮的所有好奇，都能在其中找到答案。

吃月饼、庭中赏月之余，不妨讲这些有趣的知识分享给家人朋友——

《月亮》

作者：[德] 贝恩德·布伦纳
译者：甘锡安
出版：北京联合出版公司

天上为啥会有月亮？

关于月亮的来源，有很多科学猜想。目前最主流的解释是：若干年前，有颗跟火星差不多大小的天体撞上了地球，不仅把原本直立的地轴撞出了倾斜度，还将地球的一部分物质撞了出去，这部分就是我们看到的月亮。

如果没有月亮，地球将会怎样？

假如月亮消失，可不只是夜晚天空少了个亮光这么简单。不仅潮汐会受影响，地球的自转速度也会比现在快三倍，大气活动也会强烈许多，四处都是狂风暴雨。简单来说，地球会变得特别不适合生存。即使能产生生命，也一定与现在大不相同。

古人如何看待月亮的圆缺变化？

几乎在世界的所有地方，都把满月当作吉祥时刻，许多民族都有满月下翩翩起舞、寻找伴侣的习惯。新月则没那么讨人喜欢，往往被认为是死亡的象征。月食更被认为是即将死亡的标志。所以月食发生时，中国古人会敲锣打鼓赶“天狗”，美洲一些印第安部落则会射出火箭，攻击吞噬月亮的“妖怪”。

生命的象征是月亮，还是太阳？

你一定会脱口而出，“当然是太阳啊”，还真不一定。这其实和不同地区的气候有关。在包括中国在内的广大温带地区，由于阳光是农牧业宝贵的资源，人们会把太阳看作生命的象征。月亮就会“失宠”，经常和寒冷、黑暗连在一起。但在印度、埃及这样的热带地区，往往把太阳视作大敌，温和的月亮取代太阳的地位，受到人们的崇拜。

月亮真的会影响我们的生理状况吗？

好多人对此深信不疑，并能列举出各种证据。但事实上，没有足够的科学证据能证明这些说法。心理学上有一个词叫“自证预言”，或许能给出解释。“自证预言”是说：如果我们期待某件事发生，它就会真的发生。仔细想想，如果你抬头看到月亮，心想“不好，今天又要失眠了”，带着这样的心理负担，怎么能睡着呢？

为啥月亮升起落下时，看起来特别大？

月亮升起和落下时，看起来特别大；上升到空中后，看起来就比较小。月亮和地球的距离没有大的改变，为啥看起来不一样大呢？有两种可能的科学解释：①月球在地平线时，我们的大脑会认为它比在高空时离我们更近。如果实际大小不变，大脑会觉得它变大了。②明暗对比让人产生错觉，认为升起和下落时月亮更大。

“阿波罗”登月是真的吗？

关于月球最大的谣言是：美国登月是个弥天大谎。这些人的理由是，月球上没空气，登月照片里的美国国旗不可能飘起来。实际上，那是NASA宇航员为了让国旗展开，用铁丝撑的，铁丝弯弯曲曲，所以才有了“随风飘扬”的效果。

人类的登月幻想中，哪个最神奇？

人类关于登月的幻想，从没停止过。最值得称道的，当属凡尔纳1865年出版的科幻小说《从地球到月球》。书中很多细节，与100多年后的阿波罗登月惊人的相似。比如：发射地点都在佛罗里达、宇航员都为3人、飞行速度相差无几、降落地点只差几十公里……做出这些神预测，并不是因为凡尔纳能预见未来，而是因为他在创作中参考了大量的研究材料。

这个中秋，月亮什么时候最圆？

俗话说“十五的月亮十六圆”，其实不大准确。月亮最圆的时候，是被太阳照亮的那一半正对地球的瞬间，可能在农历十五、十六或十七。今年中秋的满月，出现在明天上午10点52分。不过今晚的月亮已经非常圆，肉眼完全看不出区别。最后提醒一句：天凉，赏月注意保暖。

让我们对《月亮》的作者贝恩德·布伦纳、译者甘锡安、出版方北京联合出版公司，说一声感谢！

祝中秋快乐，阖家团圆！

“硬核科学奶爸”手绘你一定能看懂的宇宙科学讲解图

知识点一：什么是太阳系？生命存在的条件是什么？

知识点二：太阳的结构是什么？如何演化的？

知识点三：地球的结构是什么？又是如何运动的？

知识点四：如何在地下城生活？需要克服哪些困难？

知识点五：光速究竟有多快？

知识点六：为什么要去比邻星定居？

知识点七：地球流浪计划是否可行？

知识点八：人类真实的空间站

　知识点九：空间站如何与地球进行通信？

知识点十：如何进行星际通信？

How

SpaceX 公司的龙飞船，将于北京时间下周四凌晨，将两名美国宇航员送入国际空间站，届时会有现场直播。美国上一次载人航天飞行，还是在2011年。

宇宙模拟器

SpaceEngine 是 Steam 上面的一个软件，提供 3D 虚拟宇宙的模拟器。用户可以探索行星和星系，并观察你喜欢的任何天体现象。最新版本收费，老版本免费。（@JeremiahZhang 投稿）

航天飞机的软件必须极其可靠。每次发射时，软件控制着价值40亿美元的设备、宇航员的生命，以及国家的梦想。即使最小的误差也可能造成巨大的后果，航天飞机的速度是每小时17,500英里，0.6秒的计时错误会使得航天飞机偏离航道三英里。

– 《美国宇航局怎么写软件》

宇宙飞船的计算机如何保证计算正确？

为了保证不出错，SpaceX 为火箭和宇宙飞船的计算机提供三重冗余。

宇宙飞船的计算机系统，CPU 一共有三个，每个都是双核的 x86 处理器，每个核都运行一个独立的 linux 实例，一共运行6个实例。

软件系统是用 C / C++ 编写的，每个计算都会比较同一个 CPU 的两个核的结果。如果不一致，就表明计算有问题，将不发送任何命令。只有两个内核返回相同的结果，命令才会发送到火箭的各种微控制器。

运行在 PowerPC 处理器上的微控制器，从三个双核 CPU 接收到三个命令字符串。如果所有三个字符串都一致，微控制器才会执行命令。

138.2亿年前，宇宙大爆炸“炸”出所有物质！那原材料来自哪？

原创科学认识论 2019-03-07 20:29:07

我们知道，宇宙大爆炸理论从上个世纪20年代末被哈勃提出来之后，得到了越来越多的证据支撑。

如今的宇宙大爆炸理论已经是宇宙起源的主流理论，当然还有更多的宇宙起源学说，这里我们姑且不考虑。

当哈勃通过天文望远镜发现星系的距离随着时间的推移变得越来远时，便提出了反向疑问。那就是：在过去，越遥远的时间里，宇宙天体之间的距离会不会是越来越小？直到缩小到一个点？

随后的一系列观测结果证实了哈勃的猜想，就连爱因斯坦也后悔自己曾在引力场方程中引入宇宙常数项，以弥合自己的宇宙静态论。

按照主流说法，宇宙在138.2亿年前是一个奇点，这个奇点体积无限小，密度无限大。奇点的爆炸才生成了宇宙中所有的粒子，一开始的粒子都是轻元素，这些元素在引力的作用下才形成天体，恒星的核聚变和超新星爆发再生成更重的元素，这些重元素在超新星爆发中被释放出来，在引力的作用下又形成了行星，所以地球上的重元素，包括你血液中的铁离子，骨骼中的钙元素，都是来自远古超新星爆发的产物。

如果继续追问，奇点为什么会爆炸，奇点中包含的物质原材料来自哪里？

这些问题已经不是物理学研究的范畴了，而且现代物理不能给出答案，或者说现代物理学的所有理论是基于宇宙爆炸之后的自然规律建立起来的，这样的规律是不适用于解释宇宙爆炸之前的因果的。

奇点的原材料来自哪里？

其实这只是人类基于自我因果观提出来的疑问，即便我们说宇宙原材料来自另一个高维度宇宙，那么高维度宇宙又是怎么来的？这就是哲学家叔本华提出来的“论充足理由的四重根”。

任何事物只要无限追问，必然要寻找到那个没有因果的根源为止。可是在宇宙的起源上，因果观是失效的。
不过我们可以把这种因果观再提前一步

我们知道，现代物理学依旧存在许多乌云，比如暗物质和暗能量，万有理论的缺失等。还有一个乌云便可以从层面解释为什么奇点会爆炸，那就是正反物质不对称。

科学家预测，宇宙爆炸之初，正反物质的数量是一样多的，随即它们相互湮灭。按照理论：宇宙爆炸之初的正反物质一样多，那么它们就会完全湮灭，宇宙就不会出现正物质了。但是现在的宇宙能有这么多由正物质构成的天体，也就证明一部分反物质消失了。这就是正反物质不对称，为什么会出现这种情况？这个问题依旧无解。

科学家推迟，奇点之所以会爆炸，可能是由于奇点之前的“无”中包括着等量的正反物质，一种未知的机制触发了正反物质对称性瞬间破缺。这种破缺才导致物质被释放了出来。

但是这种解答只是将宇宙爆炸的原因推前了一步。人们依旧可以追问：是什么导致正反物质破缺。

或许是因为人类的先天综合判断中的因果观并不靠谱，或许宇宙起源本身并不拘束于人类的因果观。
泡泡宇宙模型可以一定程度解决宇宙爆炸之谜

除了主流的宇宙起源学说——大爆炸理论，还有著名的泡泡宇宙假说，提出者就是美籍俄裔科学家——安德烈▪林德。

安德烈▪林德

他认为，我们的宇宙起源于其他类似泡泡的宇宙的撞击。不同宇宙的边缘撞击会产生新的宇宙。在撞击的临界边缘就是我们所说的奇点大爆炸。

虽然该理论有一定的证据支持，但仍未被主流科学界接受。即便按照泡泡宇宙模型，宇宙的终极问题依旧没有解决。我们可以继续追问，泡泡宇宙来自哪里？它们又是如何诞生的？

宇宙起源的终极问题，并不能通过科学解决，也未必能通过哲学解决。这是类似于哲学本体论的终极命题，或许无解！

想知道星星离我多远，怎么测？

许多人都对天文学着迷，因为它每天都和壮丽的宇宙打交道，动不动就是百亿光年外的奇特现象，真是酷极了！但是有个问题你想过没？宇宙这么浩瀚，除了咱们的邻居月球，人类压根就没有亲身探访过别的天体，天文学家是怎么知道一个天体的距离的呢？

大多数人都知道的一个方法是电磁波反射法，比如科学家们对着月球发射一束激光，两秒多以后，就能收到从月球表面反射回来的激光。通过计算激光往返过程所走的距离，就能推测出月球离我们有多远。但是大家不知道的是，这个方法只能测量离我们最近的天体，对于稍微远一点的天体，它就不适用了。比如离我们太阳系最近的恒星也在四点几光年开外，发射一束激光来回就需要八九年，显然利用激光反射已经不靠谱了。这个时候怎么办呢？

天文学家还有一个方法，叫“三角视差法”。它的原理很简单：比如咱们坐火车时，离我们近的风景总是呼啸而过，而远方的风景移动得就特别缓慢。这个在科学上叫视差，视觉的视，误差的差。而地球呢，每时每刻都在绕着太阳转，当我们看地球外的天体时，我们的感觉也是一样的，离得近的天体移动得快，远的慢。通过这个快慢的差距和距离的关系，天文学家们就能计算出一个天体相对我们的距离。

那存不存在这种可能，就是某个天体离我们太远了，我们根本感觉不到它在动呢？当然是有可能的，而且那些距离在一百多光年以外的恒星，连仪器也测不出来它们的移动。这个时候，就要采取另一个方法了——通过亮度计算。这时，天文学家们就得知道一颗星星的真实亮度，然后再比较它们实际的亮度，通过这个差值来计算星星离我们的距离。那么怎么知道星星的真实亮度呢？依靠刚才提到的视差就可以了。通过分析离我们近的恒星的性质，科学家们发现，大多数恒星的颜色和亮度是有特定的关系的，而恒星的颜色是不会随着距离改变的。因此只要假定这样一个亮度颜色的关系对遥远的恒星也适用，天文学家就能通过比较它们的颜色来推测更遥远恒星的真实亮度了，从而就能计算出它们的真实距离。

利用刚才的方法，还是只能测量银河系及其附近几个星系中天体的距离，对于再远一点的天体，普通亮度的恒星也看不见了，那又该怎么办呢？参照上一个方法，想办法知道它的亮度就可以了。天文学家们发现，有一类超级亮的恒星，叫做造父变星，创造的造，父亲的父，改变的变。它们的亮度在更远的距离上也能观测到，而且，它们的亮度是周期性变化的，造父变星越亮，亮度变化的周期就越长。这样一来，科学家们只要测量出它亮度的变化周期，就能推断出它的真实亮度。知道了它的真实亮度之后，我们可能还没法知道它所在星系所有星星离我们的距离，但是至少，我们就可以通过上一个方法计算出这个星系大概离我们多远了。

接下来你肯定要继续问，如果一个星系遥远得连造父变星也看不到，那该怎么知道它的距离呢？没关系，我们还有更亮的天体，那就是超新星，一颗超新星爆炸时的亮度几乎等于整个星系，小半个宇宙都能看得到它们。天文学家们发现，有一类超新星很可爱，它们爆炸时最大的亮度总是恒定的，就像一个给定了功率的灯泡一样。因此，天文学家们只要分析光谱确认出这些特殊的超新星，就能知道它们的最大亮度是多少，从而它们所在的星系距离我们多远就能推断出来了。

说到这，你可能会觉得，这是不是太麻烦了啊？就没有直接一点的方法吗？当然有，那就是著名的哈勃定律。哈勃通过分析已经确定距离的超新星之后发现，离我们越远的星系，它们的颜色就越红，这就是著名的哈勃定律。它实际上反应的是我们宇宙在膨胀这样一件事情。离我们越远的星系，远离我们的速度也越快，它发出光的颜色也就因此而被拉长而显得更红。因此，只要查看一个遥远星系相对近一点的星系变红了多少，就能推算出它的真实距离。通过哈勃定律，人们几乎已经可以探测到宇宙的边缘了。

现在你可能觉得我在逗你，明明有简单的哈勃定律就能探测到宇宙的边缘，为什么还要跟我扯这么多视差、亮度的方法呢？因为即使是看似神通广大的哈勃定律，它的原理也和我们提到的方法一样简单。而且就是以视差、亮度这些简单的方法为基础，再通过一代代人不断的分析研究和补充，才总结出来的。所以不要以为科学原理多高深，根本上都是一步一个脚印罢了。

本文源自：新浪科技（宇宙的距离阶梯：我们是如何测量浩瀚宇宙的大小）

Experience

日本小行星探测器成功从小行星 Ryugu 获取了岩石样品，如果明年能够顺利带回地球，这将是人类第一次获取月球以外的天体岩石。下图为开发团队庆祝抓取样本成功。

俄罗斯宇航员阿列克谢·列昂诺夫（Alexei Leonov）去世，享年85岁。他是第一个太空行走的宇航员，即第一个进入太空环境的人类。

中美科学家绘出迄今最精确银河系结构图，根据他们的研究成果，银河系是一个具有四条旋臂的棒旋星系。在此之前，银河系究竟有几条旋臂，是天文学中长期悬而未决的重大科学问题。

Stellarium

一个开源的天文软件，显示了逼真的 3D 天空，就像用肉眼或望远镜看到的一样，有桌面版和 Web 版。

同一个星球下的不同生活

半个世纪后，我们的好奇心和勇气都去哪了？

原创极客公园 2019-07-20 16:23:36

值得欣慰的是，搁置了半个世纪之久的登月计划已被美国重提，包括中国在内的很多国家都开启了登月和太空探索计划，上一次仅仅被政治因素驱动的登月计划也会被赋予更多复杂和深刻的意义。

整整五十年前的今天，人类完成了有史以来最为智慧无畏的一次壮举。1969 年 7 月 16 日，卡纳维拉尔角密密麻麻地聚集了上百万人，他们等待见证当时运载力最强的土星 5 号（Saturn V）将阿波罗 11 号三位宇航员送入另一个从未有人类涉足的天体。

阿波罗 11 号成员，左起阿姆斯特朗、科林斯、奥尔德林 | 维基百科

当土星 5 号点燃升空，五个巨型引擎每秒燃烧超过 1000 加仑的燃料使空气剧烈震动。英国著名科幻作家阿瑟·克拉克回忆起那次经历，「它升空时，我 20 年来只哭过这一次，40 年来也只祈祷过这一次。」四天的星际航行后，7 月 20 日阿波罗 11 号「鹰号」登月舱降落在月球「宁静海」（Sea of Tranquillity）。38 万公里之外的地球上有大约 6 亿人——当时世界人口的五分之一，从带有颗粒感的黑白电视屏幕上见证指令长尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）爬出「鹰号」，站到「宁静海」上，告诉地球他刚刚迈出了自己的一小步，人类的一大步。

人们聚集在卡纳维拉尔角观看阿波罗 11 号升空 | NASA

三年之间，NASA 总共执行了 6 次载人登月计划，将 12 名宇航员送上月球表面。与太空有关的一切事物都变得流行起来，NASA 的标志随处可见，从纹身到厢式货车高顶，《星际迷航》《星球大战》等一系列太空主题电影和节目上映，一些年轻人也会故作镇定地模仿阿波罗 13 号发生氧气贮存泄露事故时，斯威格特说的那句，「休斯顿，我们遇到麻烦了。」（Houston, we’ve had a problem.）曾经在月球上行走的 12 名宇航员定义了美国世纪的伟大时刻，这样的说法毫不为过。

阿姆斯特朗为奥尔德林拍摄的登月照片 | 维基百科

美国和苏联为了争夺世界霸权而拉开了一场太空竞赛，直到阿波罗计划将美国人送上了月球，美国在这场竞赛中彻底占了上风。而随着肯尼迪看似不切实际的计划被奇迹般地实现，共产主义溃败，阿波罗没有了劲敌，美国也对进一步探索太空失去了兴趣。

之后的 50 年，人类再也没有踏足月球，甚至没有离开过地球轨道。目前世界上有一半人口出生于 1972 年阿波罗 17 号实现的最后一次载人登月之后，对于他们来说，登月只是一个出现在电影中的「科幻场景」——那次登月的指令长尤金·塞尔南（Eugene Cernan）在即将飞离月球结束任务之时曾说道：我们还会带着全人类的和平与希望回到这里。

执行第三次舱外活动后，阿波罗 17 号尤金·塞尔南在登月舱里 | 维基百科

最伟大的旅行从政治开始

两国对峙时期，太空技术成为争夺霸权和保障安全的必要筹码。1957 年 10 月，苏联发射了首颗人造地球卫星斯普特尼克 1 号（Sputnik 1），开始了人类的航天时代，也开启了美苏的太空竞赛。作为回应，美国在 1958 年 7 月成立 NASA（美国航空航天局），并且在同年 12 月宣布首个在人航天项目水星计划（Project Mercury）。1959 年，NASA 组成了水星计划七人，从此 astronaut（宇航员）这个单词被创造了出来。

另一边，苏联也加紧了太空探索的步伐。1961 年 4 月，尤里·加加林（Yuri Gagarin）乘坐东方 1 号（Восток-1）进入地球轨道，成为进入太空的第一人。

5 月，美国第一位宇航员艾伦·谢泼德（Alan Shepard）进入太空，进行地球亚轨道飞行。这极大鼓舞了美国人的自信心，美国同时也将眼光放得更加长远——将人类送上月球，并取名为阿波罗计划（Apollo）。5 月，约翰·肯尼迪发表了著名的登月演讲，宣布美国要在十年内完成载人登月，并让人类成功返回地球。

约翰·肯尼迪在莱斯大学发表关于航天计划的演讲 | 维基百科

随着美国登月计划的推进，美国面临的状况喜忧参半。衔接水星计划和 Apollo 计划的双子座计划执行了 10 次顺利的飞行任务。1965 年苏联宇航员列克谢·列昂诺夫（Alexei Leonov）完成了人类第一次太空行走，苏联向登月也前进了一步。

登月唤起了举国上下的爱国情怀。在筹备和执行登月任务的十几年中，美国动员了 2 万家制造商，40 万人为 NASA 生产太空服、火箭发动机等登月需要的设备。在位于新泽西的建造登月舱的格鲁曼工厂里，工人在下午 5 点下班后，从前门离开后绕到后门，免费工作到午夜。

1969 年上半年，一切都还没达到最好的状态。阿姆斯特朗和奥尔德林每天要在卡纳维尔角的着陆模拟器里呆上四个小时，珍妮特·阿姆斯特朗说经常看见丈夫面容惨白回到家。Apollo 计划主管 Sam Phillips（山姆·菲利普斯）召开了一次飞行准备审查会议，表示担心宇航员的状态，甚至犹豫是否需要推迟发射。

装载阿波罗 11 号的土星 5 号升空 | 维基百科

1969 年 7 月 16 日，Apollo 11 号如约升空，而在三名宇航员完成登月任务并且返回之前，一切都是未知的危险。从地球轨道来到月球轨道，与指令舱分离之后，阿姆斯特朗操纵「鹰号」登月舱下降。这时，登月舱的黄色主警报开始闪烁提示燃料储量低，阿姆斯特朗沉着冷静地操纵「鹰号」选择着陆地点，最终「鹰号」停靠在宁静海的一个角落里，油箱里剩余的燃料只够再支持几秒钟。

能够被载入历史的事件往往充满戏剧性。

最旺盛的好奇心也被政治终结

但是「伟大时刻」很快戛然而止，1972 年，Apollo 17 号计划结束也标志着人类登月时代的暂停，人类踏足月球始于阿姆斯特朗，止于尤金·塞尔南。

坠毁的探测器，着陆器部件，摄像机，更不用说人类留下的旗帜和脚印，这些让月球比与美国「相遇」之前重了 118 吨。不会受到风、雨或者细菌的影响，这些遗留物仍然保持着 50 年前的模样。作为交换，Apollo 宇航员也带回 842 磅月球岩石，并且储存在约翰逊航天中心。这些成为了 50 年之间，地球和月球之间所有往来的证据。

阿波罗 15 号带回的月球岩石样本

1960s 的美国腹背受敌，太空探索领域的繁荣与社会的动荡形成鲜明的对比。国内掀起了一股民权运动，国际上美国深陷越战泥潭，战争拖累了国民经济发展，由越战引起的社会动乱不断，美其名曰「反战运动」。城市衰落，种族骚乱蔓延，社会矛盾就像火药桶。

1966 年，美国政府将财政预算的 4.41% 拨给 NASA，而在 2012 年奥巴马任职期间，这一数字是 0.5%。耗资巨大的项目并没有为国民生计带来实质性的好处。况且，60 年代之后，在载人航天领域美国已经领先于苏联，民众对于登月和太空探索的热情似乎也大不如以前。政治和技术方面的目的都已达到。1972 年，随着 Apollo 17 号返回地球，Apollo 登月计划也被尼克松终止。

即便人类已经六次踏上月球，甚至幻想登上更为遥远的天体。但是不得不承认，将人类送上太空仍是迄今为止难度系数最大的一项工程。Apollo 1 号的火灾让掉以轻心的美国付出了惨痛的代价。之后，「替代」阿波罗的航天飞机哥伦比亚号（Columbia）和挑战者号（Challenger）就像是「死亡陷阱」，夺走了 14 位宇航员的性命。2011 年，美国终止了航天飞机项目，只能通过购买俄罗斯联盟号船票将宇航员往返国际空间站。

1986 年 1 月 28 日，挑战者号航天飞机在发射后第 73 秒时解体 | 维基百科

被暂停的登月计划掀起了诸多质疑，圣安德鲁大学的历史学家杰拉德·德根表示，「这项努力的最大悲剧是，美国的最佳技术和数十亿美元被用于一个对任何人都毫无益处的项目。」而这样的质疑声在于，耗尽财力和心力的阿波罗计划没有给当时的美国带来立竿见影的回报，但是有一点必须承认，任何关乎人类未来的探索都需要付出十足的耐心和远见。

放弃载人登月后，人类开始了对于互联网和移动互联网技术的探索。「传统的硬科技，比如工业科技、航天科技在这十年里发展明显不如互联网科技，也不如互联网企业吸引年轻人加入。包括互联网在内的新兴科技，声浪比传统科技要大。而且互联网整体的迭代速度，行业进展相比硬科技行业要更快。」一位中国航空航天领域的创业者说道。人类的好奇心满足于在虚拟世界中创造价值，对于解决地球面临的难题以及如何安置人类未来的思考，却在原地踏步了许久。

奥尔德林在月球留下的脚印 | 维基百科

虽然 1972 年之后，再也没有人类登上过月球。但是当我们回望时发现，阿波罗计划早已经给人类生活刻上了烙印。

1960s 太空技术的加速发展将社会「变革」的潜能被逐渐激发出来。美国大学的博士生，尤其在物理学领域，人数几乎增加了三倍。

阿波罗计划中，NASA 意识到了导航对于软着陆于 38 万公里之外的天体的重要性，于是任命了麻省理工学院的博士生们对此进行研究。博士生们由此提出将计算机小型化「塞进」太空舱内的想法，进而想到了利用叫做集成电路的新兴发明。仙童半导体（Fairchild Semiconductor）是当时少数几家试验新型微电子元件的公司之一，NASA 从其订购了一百万个订单。1968 年，仙童半导体的两名员工诺伊斯和摩尔创建了另外一家名为英特尔的公司。

一位航空航天创业者谈及阿波罗的影响也称，卫星通信、移动通讯、材料科学、指挥与控制技术在同一时代发生飞跃，一定程度上促进了往后商业航天的发展。

未来必须的探索之火由商业力量点燃

不可否认的是，太空探索领域仍然有故事发生。

3 月，美国副总统 Mike Spence 表示希望 NASA 让美国宇航员在 2024 年重返月球。两个月之后，特朗普宣布对 2024 年的登月多投入 16 亿美元，NASA 以 Apollo 的孪生姐姐 Artemis 命名登月重启计划。

如果说政治格局成为了上一次载人登月的决定性因素。过去几十年中，商业航空航天力量的崛起将成为影响接下来人类太空探索进程和走向的重要力量。

NASA 公布 Artemis 计划后，宣布将与 11 家商业公司合作，其中波音和洛克希德将负责整个登月系统的改进，SpaceX 和蓝色起源负责宇航员着陆系统的开发，其他公司如劳拉空间系统公司则在自己优势领域完成其他系统的研究。今年 3 月，SpaceX 试飞了「载人龙飞船」（Crew Dragon），经历 20 多个小时的星际飞行后与国际空间站成功对接，这也预示着未来美国或摆脱对俄罗斯「联盟号」的依赖。SpaceX 和 Boeing 研发的宇宙飞船也接近执行飞行的认证。

过去，美国的航空航天算得上完全由政府推动。而新一代运载火箭太空发射系统（SLS）的多次延迟和预算增加，NASA 不得已打破政府与商业公司之间的壁垒，选择合作共赢。而商业公司在太空探索领域也有了更多的话语权。阿波罗时代，2 万家制造商更多扮演设备制造，材料采购的角色，而太空探索 2.0 时代，NASA 把更多研发重任交予商业公司之手。比如不久前，NASA 与太空制造公司（Made in Space）签订了一份价值 7370 万美元的合同，以发射叫做 Archinaut One 的航天器，在太空中演示 3D 打印制造和组装航天器部件。

国际空间站，发现号航天飞机摄于 2011 年 3 月 7 日 | 维基百科

如果说阿波罗时代，人类因为好奇心、探索精神，以及高于一切的国家荣誉感踏上了月球，当时地球上甚至没有足够先进的设备来研究从月球带回的岩石。如今类似于嫦娥四号的机器人探测器，猎鹰 9 号可重复利用火箭，标志着下一个时代的太空探索则以更加低成本的方式承担更多真正意义上的科研和探索意义。航空航天也将从单纯的「国营业务」成为政府机构和商业公司的共同责任，「巨型航天工程会慢慢地靠近商业或者靠近可持续发展的一个方向」——很多航空创业者对这样的趋势坚信不疑。

首次回收的猎鹰 9 号一级火箭降落于驳船「我当然还爱你」号（Of Course I Still Love You）| 维基百科

不过有一点不会变，那就是人类不会休止的好奇心和探索精神，超越了一切意识形态的干扰，成为阿波罗计划所留下的最珍贵的遗产。如果阿波罗计划没有停止，或许人类已经踏足了火星。如果仅仅是一辆月球车着陆在月球表面，目睹人类在月球上留下第一个脚印时的悬念，激动和敬畏感就不会如此强烈。「人类的本性有一个基本真理：那就是人类必须要探索。」Apollo 15 号指令长大卫·斯科特（David Scott）通过无线电从月球哈德利山附近向休斯顿地面控制中心发出信号，「这是最伟大的探索。」

《地升》（Earthrise）由阿波罗 8 号宇航员威廉·安德斯拍摄 | 维基百科

回望 50 年前的不可思议，我们纪念、感叹、仰望，也开始反思自省这 50 年间我们自我纵容下的停滞荒废，和整个种族错失的更大野心与好奇。待到人类首次登月百年纪念的那天，除了那个依旧伟大绚烂的起点之外，我们是否会有更多的、引以为傲的探索故事可以尽情讲述？

如果登月失败

1969年7月20日，阿波罗计划第一次将人类送上月球。整个计划的安排是，宇宙飞船先进入月球轨道，再发送登月舱，让两名宇航员登上月球。但是有一个风险点，就是登月完毕以后，登月舱需要从月球起飞，将宇航员送回宇宙飞船。没人知道月球起飞能否成功，因为无法测试。万一无法起飞，两名宇航员只能在月球表面等死，因为没有为这种情况设计任何救援计划。

美国政府完全了解这种风险，尼克松总统还为两名宇航员死在月球，事先准备了一份演讲稿。几十年以后，这份演讲稿才披露出来，里面的内容是：”命运已经决定，那些前往月球探索的人将会在月球上安息。这些勇敢的宇航员知道他们的获救没有希望，但他们也知道人类将从他们的牺牲中看到希望。对于每个在未来的夜晚仰望月球的人来说，会知道有人长眠在那里的某个角落。”

SpaceX 宇宙飞船

SpaceX 公司发布自己的宇宙飞船 StarShip，这是第一家私人商业公司推出的载人航天器。这艘飞船高度为118米，使用不锈钢制作，装有几十个发动机，可以多次循环使用，一次搭载100人前往火星。

SpaceX 的 CEO 马斯克预计，该飞船明年可以试飞，最快2022年前往火星。下一步要解决的问题是，前往火星的单程为半年，需要开发一个支持100人的生命保障系统。

一个持续50年的太空实验

美国有些人质疑，阿波罗计划是一个骗局，宇航员从没到过月球，登月是在摄影棚拍的。下面这个已经进行50年的实验，可以证明这种怀疑是不对的。

阿波罗11号登月前，美国宇航局设计了一个实验，测量地球和月球之间的精确距离，精确到厘米。

1969年7月20日，阿波罗11号宇航员降落在月球上，在月球表面放置了一面1米宽的镜子。美国的四家天文台开始向镜子的方位射出激光，希望击中镜子。

1969年8月1日，加利福尼亚州圣何塞市外的汉密尔顿山上的利克天文台，收到了反射回来的光脉冲，往返耗时2.4秒。由此我们知道了地球与月球之间的精确距离。

直到今天，科学家仍然通过这个实验，进行月球激光测距，以跟踪月球的轨道和旋转的变化。数据显示，地球到月球的距离每年增加约1.5英寸。

2019年8月1日，天文台举行了该项实验50周年的庆祝活动。

时空旅行者宴会

2009年6月28日，英国著名物理学家霍金举行了一次时间旅行者宴会，欢迎未来的人们回到现在，参加这个宴会。房间布置了气球、香槟和美食，挂著大大的标语，写着”欢迎时间旅行者”。

霍金在宴会举办前没有向任何人发出邀请。宴会结束后，他才发出请帖，邀请有”穿越”能力的人士赴宴。

请帖上写著：”诚挚邀请你参加时间旅行者的宴会。宴会由史蒂芬·霍金教授举办。”请帖不但写明宴会的举办地点为英国剑桥大学冈维尔与凯斯学院，还贴心地标明了经纬度。

霍金认为，如果有未来人看到这份请帖，并且能”穿越”回到过去，那么他在那次宴会上就会见到货真价实的”时间旅行者”。

但是，完全没有人赴会。霍金说：””我坐了很长时间，但没有人来。我用实验证明，时间旅行不可能。”

1905年，爱因斯坦在相对论中断定，当接近光速的运动时，时间会很慢或静止，也就是说，当人乘坐接近光速的飞船去旅行，在旅行的过程中时间就会变慢，因此，当他再回到地球的时候就可能已经过了一个世纪。对他来说，只要花很少的时间就能进入未来世界。但是，爱因斯坦指出：光速无法超越，时间不可能倒流。

不过，霍金说：”从爱因斯坦的相对论来看，弯曲时空、回到过去的可能性的确存在。但是，让时空弯曲，可能引发能量摧毁（时空旅行所用的）飞船、甚至时空。”　

如何估算银河系中的外星文明的数目？（英文）

1961年，美国天文学家弗兰克·德雷克（Frank Drake）提出一个方程，用于计算银河系中可能与地球发生无线电通信的外星文明数量，当时估计20个～5000万个之间。本文根据现在的数据计算，得出结果是46个。

中国的火星探索

中国国家航天局透露，2020年将实施中国的第一次火星探测任务。

这次任务将实现火星环绕和着陆巡视，即会有火星车着陆，开展火星全球性和综合性探测，并对火星表面重点地区精细巡视勘查。上图是河北怀来的亚洲最大的地外天体着陆综合试验场，正在进行火星着陆器悬停避障试验。

火星地图

美国宇航局的火星在线地图，谷歌也有一个类似的网站。

土星的卫星土卫二，表面被厚厚的冰层覆盖，已经证实冰层之下有液态水的海洋。

冰下探测器

美国宇航局正在南极冰层下面，测试冰下探测器。这个装置可以贴着冰层前进，收集各种数据。因为它主要依靠水流作为动力，所以能耗较小。不过，它不是为了探测地球，而是为了探测木星的卫星欧罗巴而准备的。

欧罗巴，又称木卫二，是木星的卫星，发现者是伽利略。它表面有一层薄薄的冰外壳，下面有可能存在巨大的液态水海洋。如果确实有海洋，再加上合适的温度和碳物质，星球内部将有可能孕育生命。

美国宇航局计划2025年发射欧罗巴飞船（Europa Clipper），需要几年时间才能到达木星。然后，一旦有机会，将从飞船发射这个探测器发射到欧罗巴，让其进入冰层下面，进行探测。

最清晰的太阳表面照片

2020年1月29日，美国国家科学基金会发布史上最清晰的太阳表面照片。这是直径4米的 Daniel K. Inouye 太阳望远镜拍摄的，这个望远镜在夏威夷毛伊岛一座3000米的高山顶上。

这张照片拍摄于2019年12月10日，是望远镜对准太阳后收到的第一束光。照片上，每个类似细胞的结构都有得克萨斯州的大小，它们是太阳内部剧烈运动的标志。这些剧烈运动将能量从太阳内部，源源不断地向宇宙辐射。

这个太阳望远镜由于聚焦太阳，会产生大量的热量，必须有冷却措施。超过7英里的管道将冷却剂送到整个天文台，并用夜间产生的冰块降温。

SpaceX 开放卫星发射服务

SpaceX 开放卫星发射服务，个人可以在他们的官网交钱发卫星。目前，最早可以发射的日期是2020年6月，收费最低为100万美元，卫星重量在200公斤以下，每增加一公斤，就会增加5000美元费用。

用户需要提供卫星的轨道参数，提交请求时，支付5000美元押金，剩余款项在发射前支付。该服务主要针对预算不足的小型卫星客户，利用 SpaceX 的一箭多星技术，通过火箭上的多余空间，搭载客户的卫星，为 SpaceX 占领卫星发射市场。虽然对个人来说，这笔钱并不便宜，但已经是发射卫星的最低价最简单的途径了。

什么是重力波？

爱因斯坦在1916年提出”重力波”，在一百年后终于被侦测到。

重力波的简单想像方式是，你有一张拉平的床单，床单上画着标准的方型格线。接着想像你放了一个重物在床单上，例如保龄球。保龄球的质量造成床单凹陷。

当物体在床单上移动（想像一颗弹珠从一侧滚到另一侧），如果物体太靠近保龄球就会偏移。想像拿着保龄球在床单上上下移动，如果这样做的话，不难看见床单上往外传播的涟漪，这就是重力波。重力波的涟漪造成时间和空间扭曲。

恐龙灭绝的最新解释

6500万年前，恐龙为什么会灭绝？目前最流行的解释是，有一颗直径10 公里的陨石撞地球，将大量岩石抛到平流层，遮蔽阳光，引发长达数年的黑暗与寒冬。这么大的陨石撞击地球，一定会留下陨石坑，科学家认为，位于墨西哥湾的直径约180 公里的希克苏鲁伯陨石坑（Chicxulub crater），就是撞击的地点。

最近，伦敦帝国理工学院的 Gareth Collins 教授发表论文，提出这个陨石坑的撞击位置、撞击方向、撞击角度这三个要素的巧合，造就了恐龙灭绝的”完美风暴”。

首先，墨西哥湾下方有大量的硫化沉积物，陨石撞击同时造成硫化物与海水蒸发，两者在平流层混合，遮蔽阳光，产生长达数年的寒冬。其次，陨石以东北方向撞击地面，而这个方向的含硫岩层最厚。最后，陨石以60度角撞击地面，该角度会将最多的碎片抛到大气层。下图是按照时间顺序，陨石撞击造成的地幔结构改变和地表隆起。

闪电的世界记录

世界气象组织最近认定，2018年10月31日巴西的一次闪电，是世界最长的闪电，长达700多公里，相当于从伦敦到瑞士巴塞尔。另外，还认定2019年3月4日在阿根廷北部的闪电，是世界持续时间最长的闪电，持续了整整16.73秒。

这些记录是通过新的卫星闪电成像技术计算得到的，由于以前没有该技术，所以这次的”世界之最”只针对最近几年有记录的这段时间。

月球望远镜

美国科学家最近发表论文，建议在月球上架设射电望远镜，主要原因是地球上的无线电干扰（军用雷达，电视塔，手机和卫星）实在太大了，越来越不可能接收到宇宙中传来的无线电信号。而且，地球有浓厚的大气层，阻挡了大部分宇宙中的无线电。

月球不存在无线电干扰，也没有大气层，可以完全避免这些问题。而且，月球的自转周期是27天，夜晚可以持续两周之久，这段时间内可以避免太阳发出的无线电干扰。另外，月球背面还收不到地球发出的无线电。正如一个天文学家所说：”月球背面的远端是宇宙中最安静的地方。”

人类探索金星的历史（中文）

《纽约时报中文版》的文章，回顾了人类飞行器探索金星的历史。金星表面的大气压是地球的96倍，因此很难登陆，飞船可能会被瞬间压扁。上图是1982年苏联金星14号着陆器拍摄的金星表面照片。

天问一号自拍

天问一号是中国的第一个火星探测器，2020年7月23日发射。10月1日，在飞往火星途中，天问一号进行了一次自拍，向国内发回它在太空中的样子。

它没有采用自拍杆的方案，因为要拍下探测器的全景，自拍杆需要长达15米，可能会有安全隐患。现在的做法是，向太空抛出一个一次性相机，对天问一号进行拍照，并实时把图像传回。相机的飞行速度是每秒0.2米，同时传回 800×600、1600×1200 两档分辨率的照片，通信采用的是400米范围的 WiFi 协议，相机电池可以坚持1小时。

科学家在火星南极的冰层底下发现了一个大型咸水湖，湖泊面积约为德国的五分之一。如果是真的，就意味着火星有大量的液态水。

星链计划的火星协议

美国宇航局资助诺基亚公司3.7亿美元，在月球上建立一个 4G 通信网。目标是2028年宇航员能在月球表面进行无线通信。

10月26日晚上，SpaceX 公司向参加星链计划（Starlink）的用户发邮件，宣布 Beta 测试开始，意味着这个卫星上网项目已经可以正式提供服务了。用户必须以499美元购买接收器，然后每月的上网费是99美元。

但是，最轰动的是，它的用户协议里面有这样一段不寻常的话。

“对于地球或月球服务引起的纠纷，适用美国加利福尼亚州的法律管辖。对于我们在火星上提供的服务，或在飞往火星的星际飞船上提供的服务，当事方均承认火星为自由星球，没有任何一个地球政府对火星拥有管辖权或主权。因此，争端将通过火星定居者之间订立的自治原则来解决。”

这就是说，SpaceX 公司或星链计划，已经在法律上做好了开展火星业务的准备。

Starlink（星联计划）将永远改变游戏规则。

– 一位蒙大拿州的农村居民。由于地处偏远，当地一直没有铺设宽带。他试用了 Starlink 的卫星宽度，下载速度达到 174 Mbps，快于美国95%的地区。

气球宽带

为了让边远地区的人们可以上网，SpaceX 公司的方案是卫星宽度（StarLink 计划），谷歌公司则另辟蹊径，提供气球宽带的方案，项目叫做 Loon。最近，这个项目取得了重大进展，有一只气球在空中停留312天，打破了世界记录。

这只气球在美国加州放飞，然后飞到南美洲，接着飞过了大西洋，然后又飞过太平洋，最后在墨西哥降落。下图是它的飞行路线。

这种大型气球停留在距地面18公里～25公里的平流层，那里几乎没有垂直的气流，所以气球可以保持在固定高度，为下方80公里的区域提供稳定的互联网服务。遇到水平方向的大风时，气球会自动上升或下降，避开大风。气球的动力完全来自太阳能。

超级高铁

上周日，英国维珍公司在美国内华达沙漠，完成了该公司的超级高铁 Hyperloop 的第一次载人试验。这种高铁是在直径3.3米的真空管道里面运行，没有空气阻力，采用磁悬浮动力，设计时速高达1000公里/小时。但是，由于试验轨道只有500米，所以试验速度只有171公里/小时。

本次试验只有两名乘客，维珍公司的目标是2030年商业运行。但是，这个目标不太现实。它的造价大大高于普通高铁，巨额资金和所需土地现在还没有落实。由于超级高铁的转弯很困难，最好是直线行驶，所以线路设计受限大。另外，还有一些技术问题没有解决，比如，这么长距离的管道如何保持真空。最后，就算能够造出来，票价恐怕非常昂贵，会有多少乘客都是疑问。