暑期檔的最熱電影當數沈騰主演的《獨行月球》，這部國產科幻喜劇片整個暑假期間都在引爆各種話題，其中關于影片科技含量的話題就從上映到現在一直熱度不減。盡管這部影片專門請了專業的科普團隊參與劇情與拍攝的設計與討論，但仍有很多觀眾“挑刺”，找出影片中的不少不合理。
當然，藝術與現實始終是有距離的。
而電影中提到的登陸月球、小行星撞地球、外太空生物培育計劃等高端科技研究，一直也是大熱項目。就在最近，這些研究項目還不斷有了新進展，關注這些新動態，或許有助于大家更專業地“挑刺”《獨行月球》以及它的下一部“姐妹篇”。
要撞了!飛船撞小行星改變軌道
在《獨行月球》中，很多觀眾都對沈騰最后用手推著核彈去炸小行星這樣的行為提出質疑。事實上，用炸碎或撞擊的方式改變小行星軌道的事情，美國國家航空航天局(NASA)已謀劃好多年了。最近他們宣布，打算在9月26日前后，用一艘重約550千克的測試飛船去撞擊一顆離地球不遠的小行星，目的是測試一下可以保護地球免受小行星撞擊的方法。
這個任務被命名為“雙小行星重定向測試”。而NASA這次選中的小行星名字叫Dimorphos。Dimorphos目前正圍繞著一顆略大的小行星Didymos運行，暫時并不會對地球造成任何威脅。
這次的任務并不是要用飛船去擊碎這顆小行星，而是旨在改變它目前的運行軌道，測試“用人為干擾小行星軌道的方法來保護地球免受小行星撞擊”是否行之有效。
早在2021年11月，SpaceX旗下的“獵鷹9號”火箭便搭載了一艘DART測試飛船發射升空，這艘飛船一直在追蹤目標小行星的位置。最近，NASA表示，通過三次機動軌道修正，這艘飛船的任務團隊已首次觀測到目標小行星所在的雙小行星系統Didymos，并打算繼續追趕到距離目標小行星僅2公里左右的位置，并計劃在9月26日發起自動引導去撞擊目標小行星Dimorphos。如果DART測試飛船能以每小時15000英里(約合24140公里)的速度擊中小行星Dimorphos，就能檢驗動能撞擊小行星的“行星防御”理論是否奏效。
當下，雙小行星系統Didymos正在以每秒20英里(約合32公里)的速度圍繞太陽旋轉，而Dimorphos圍繞主星的運轉速度約為每秒30厘米。盡管有不少質疑的聲音表示，這種試驗會不會導致原本對地球無害的小行星最后意外地改變了軌道，真的向地球撞過來?但NASA方面解釋說，DART飛船任務并不會改變整個Didymos系統的運行軌道，其目標只是改變該系統中的小衛星Dimorphos的運轉速度，“衛星圍繞主星的運轉速度可能會改變少許，比如說每秒幾厘米的距離”。
如果這個方法可行，科學家的想法是將同樣技術應用到更大小行星上。在這次任務之前，科學家們只能在實驗室里模擬撞擊事件。DART任務將為科學家完善行星防御計劃提供更多數據。
發射了!新衛星要搭通手機“星地線”
電影中，地球上的人們為了鼓勵月球上的沈騰永不放棄，用微弱的電光集中起來構成幾個大字向月球傳遞信息。這種做法當然很扯，因為地球上的燈光應該是無法直接到達月球上的，還不如直接打個衛星電話來得更實在，前提是月球上有接收信號的基站。
北京時間2022年9月11日，搭載34顆“星鏈”衛星和“藍行者3號”通信衛星的“獵鷹9號”運載火箭再次點火發射，將這些衛星成功送進了近地軌道。其中“藍行者3號”通信衛星就是一顆可助地球人搭通“天地線”的通信衛星。它搭載了美國ASTSpaceMobile公司獨創的衛星基站——用戶使用普通手機就可以直接訪問的天基蜂窩寬帶網絡，還有一面693平方英尺(約64平方米)的巨大相控陣雷達天線。通過這個網絡，可實現從太空直接與普通手機進行寬帶通信的目標——簡單地說，就是該衛星將用于開展“星地手機直連”測試。
據說，為了實現星地直連，ASTSpaceMobile已投資約8500萬美元用于衛星的研發。該公司的工程師已成功使用“藍行者3號”進行了800多次地面測試，并為此申請了相關專利至少2300項。它實現了在不改動現有普通手機基本配置的情況下，直接將手機與太空中的衛星基站進行連接。這是一項革命性的技術。如果該衛星能順利投入大規模使用，將實現全球網絡全覆蓋，為世界上近一半未能接入互聯網的用戶，提供寬帶服務。
以后在月球上想隨時掏出手機與家人微信視頻，可能就是一件簡單日常的事。
種菜了!中國空間站的生命生態實驗將完成“全生命周期”
《獨行月球》電影中的“頂流”是一只袋鼠，其實選擇一只身形如此巨大的生物參與月球計劃，在現實中暫時并不“現實”。體形大的生物不僅會占用寶貴的飛船空間，還因為種種原因，要在太空環境下保證其長時間的生存也非常困難。
但太空探索飛船的確已將動物帶到國際空間站作過研究，它們是一群果蠅。之所以選擇果蠅，是因為它們是研究人類心臟的好模型。它們分享了人類中發現的75%的誘發疾病基因，它們的心臟也類似于早期發育中的人類的管狀心臟。
2020年時一項發表在專業期刊《細胞報告》上的研究表明，果蠅被送上國際空間站并度過幾周后，其心臟的結構和生化情況發生了深刻變化。這項研究認為，宇航員如果在太空中生活時間較長，可能也會受到類似影響，這種影響包括可能會出現心臟疾病的潛在細胞和分子變化。這項研究最開始是為了了解微重力對心臟的影響，現在或許可以幫助制定策略來保護和保持宇航員心臟的強健。這項研究可能還能提出新見解，幫助地球上長期臥床休息或患有心臟病的人。
相較于動物，在外太空進行植物生態實驗似乎更容易些。2015年，美國國家航空航天局(NASA)在400公里高空的國際空間站里培育出了宇宙空間里的第一朵百日菊;2019年，成功軟著陸在月球背面的中國“嫦娥四號”月球探測車也完成了“人類的第一次月球生物實驗”，在裝有馬鈴薯、油菜、棉花、擬南芥、果蠅和酵母六個物種的“月球載荷生物試驗”罐子里，地球植物第一次在月球上發了芽。
而今年7月，載有實驗樣品擬南芥種子和水稻種子的實驗單元被安裝至問天實驗艙的生命生態通用實驗模塊中，目前，擬南芥幼苗已長出葉子，高桿水稻幼苗已長至14厘米左右高，矮桿水稻也有4-5厘米高，且生長狀態均良好。該項目主要研究空間微重力條件下植物開花調控的分子機理。后續還將完成擬南芥和水稻在空間站從種子到種子全生命周期的實驗，并在實驗過程中由航天員采集樣品、冷凍保存，最終隨航天員返回地面進行分析。這將為進一步創制適應空間微重力環境的作物和開發利用空間微重力環境資源提供理論依據。
有水了!十立方月壤就能支持一人一天用水量
近日，我國首次火星探測任務的一批科學研究成果發布，通過相機影像和光譜數據，“祝融號”火星車在火星著陸區附近的板狀硬殼巖石中，發現含水礦物。證明在距今10億年(晚亞馬遜紀時期)以來，該著陸區存在過大量液態水活動。
科學家通過多源遙感數據發現烏托邦平原的多種地貌特征都指示該區域可能存在大量水冰。與南部高原的海拉斯撞擊盆地相比，烏托邦平原地形平坦，且缺乏明顯的撞擊坑，這揭示出該盆地內部可能受到長期改造，且北方荒原物質堆積，可能意味著該地區在地質演化歷史中曾有洪水涌入。根據這些地形分析數據，“祝融號”率先在著陸區的火星北半球尋找形貌上疑似海岸線的地形，它所巡視的烏托邦平原南部正位于推測中的古海岸線內，通過物質成分探測器給出的更多信息，尋找到可能存在海洋存在時期相關礦物成分的礦石;然后“祝融號”又用雷達探測水冰，同時還從地質形貌上來探測，看是否有在古代水冰作用下形成的相關地貌。目前，“祝融號”不僅發現有含水礦石，還會在接下來的研究中為火星上的古海洋假說收集更多數據支持。
此前不久，中國科學院地球化學研究所科研團隊針對“嫦娥五號”月壤樣品開展的研究，通過紅外光譜和納米離子探針分析，已發現“嫦娥五號”礦物表層中存在大量的太陽風成因水，估算出太陽風質子注入為“嫦娥五號”月壤貢獻的水含量至少為170ppm。
該研究證實了月表礦物是水的重要“儲庫”，也為月表中緯度地區水的分布提供了重要參考。這一成果日前在國際學術期刊《自然·通訊》發表。
這個最新研究成果的意義重大，徹底終結了國際上關于月球上到底有沒有水的爭議，也為月球水的來源和分布提供了依據。
只要有水，電影《獨行月球》中的“月球空間站”的搭建就顯得更加意義重大。如果可以就地取水，建起“月球空間站”的成本將大大降低，通過這個中轉站可向外太空各大空間站輸送用水，也可以為人類探索更遠的外太空(比如火星)節省巨大成本。有人算過，1立方米的月壤大概是1.5噸，含水量大約250克，10立方米就是2.5公斤水，能滿足一個人一天生存基本的需求，這還不算其他水循環措施可以大幅降低實際耗水量的情況。如果使用核動力和機械化生產，這個水產量，足以支撐一個研究團隊長期在月球生存。
不過，這個數據也顯示，這些高含量的水均來自“嫦娥五號”月壤礦物“表層”，很大程度都是以“羥基”形式存在的，不是游離的水分子，暫時還沒法被生物直接利用。
但這個研究結果同時為我們提供了一個泛用性思路：如果月球上能儲存太陽風成因水，在其他與月球環境類似的星體上或許也能有水的存在。這樣推算下去，人類肯定還會在太空中有更多令人驚喜的新發現。值得期待。(克莉斯汀)
