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1.2 人类生存空间探索的范围

1.2.1 陆地

现代科技可以带领我们到达陆地上几乎任何一个区域,所以人类对陆地表面的了解相对多一些,用卫星几乎可以测绘陆地表面的每一寸土地。

地表垂直高度上人类已经登上过地球之巅:1953 年 5 月 29 日,人类第一次登上海拔 8 844.43 m的珠穆朗玛峰,创造这一壮举的是新西兰人埃德蒙·希拉里。在地下垂直深度上,科拉超深井是到达地球最深处的人造物。苏联于 1970 年在科拉半岛邻近挪威国界的地区开始了一项科学钻探,其中,最深的一个钻孔SG-3 在1989 年达到 12 263 m,以垂深计算。科拉超深井SG-3 是世界上最深的参数井,由科学研发中心“NEDRA”钻成,位于摩尔曼斯克州,扎波利亚尔内市以西 10 km。该井处于波罗的海地盾东北部,前寒武纪携矿接合处。井深 12 263 m,上部直径92 cm,下部直径 21.5 cm。 SG-3 井不带勘探目的,纯粹用于在莫霍面接近地表处的科研。2008 年,美国卡塔尔地区的阿肖辛油井长度达到12 289 m,打破了科拉超深钻井SG-3 钻孔的长度记录。

1.2.2 海洋

马里亚纳海沟(Mariana Trench),又名玛利亚娜海沟。位于 11°20′N,142°11.5′E,即菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底,北起硫黄岛、西南至雅浦岛附近。其北部有阿留申、千岛、小笠原等海沟,南有新不列颠和新赫布里底等海沟,全长2 550 km,呈弧形,平均宽 70 km。据估计,这条海沟已形成 6 000 万年。

马里亚纳海沟最深处达 6 ~ 11 km,是已知的海洋最深处,这里水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低,且食物资源匮乏,是地球上环境最恶劣的区域之一。

1958 年,美国海军以高价从设计者皮卡德父子手中购买了“的里雅斯特”号。在皮卡德父子的直接领导下,美国海军从德国购置了一种耐压强度更高的克虏伯球,建造了新型的“的里雅斯特”号深潜器。1958 年,新型的“的里雅斯特”号首次试潜就潜到 5 600 m的深度;第二年又潜到 7 315 m。“的里雅斯特”号在 1960 年 1月 20 日用了 4 小时 43 分钟的时间,潜到了世界海洋最深处──马利亚纳海沟,最大潜水深度为 10 916 m。人类几乎探索到了最深的海底。20 世纪 60 年代出现的“的里雅斯特”号深潜器是一个固定在储油器上的球型钢制吊舱。储油器中装满了比水轻的汽油,能在必要的情况下使潜水器浮出水面。下水前,把几吨重的铁沙压载装进特殊的储油罐中,在升上水面前,打开储油罐,甩掉压载。由蓄电池供电的小型电动机保证了螺旋桨、舵和其他机动装置运转。这种类型的深潜器不能灵活运行,它如同“深水电梯”,观察人员潜到指定地点后就返回。

“深海挑战者”号是一艘由澳大利亚工程师打造、仅能容纳 1 人的深潜器,高7.3 m,重 12 t,承压钢板厚 6.4 cm。该潜水器安装有多个摄像头,可以全程 3D摄像,同时具备赛车和鱼雷的高级性能,而且还配有专业设备收集小型海底生物,以供地面科研人员研究。深潜器被设计成可以在海底缓缓移动,然后垂直上升。“深海挑战者”号下潜速度可达到每分钟 500 英尺(约合 150 m)。2012 年 3 月 26 日,加拿大导演詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海挑战者”号潜艇抵达太平洋下约 1.1 万m深处的马里亚纳海沟,成为全球第二批到达该处的人类、第一位只身潜入万米深海底的挑战者。

“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,于 2016 年立项,由以蛟龙号、深海勇士号载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。2020 年 6 月 19 日,中国万米载人潜水器正式命名为“奋斗者”号。2020 年 10 月 27 日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜突破 1 万m,达到 10 058 m,创造了中国载人深潜的新纪录。11 月10 日 8 时 12 分,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度 10 909 m,刷新了中国载人深潜的新纪录。11 月 13 日 8 时 04 分,“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟再次成功下潜突破 10 000 m。 11 月 17 日 7 时 44 分,“奋斗者”号再次下潜突破万米。11 月 19 日,“奋斗者”号再次突破万米海深复核科考作业。

1.2.3 太空

人类踏足过的最远太空空间是月球表面,1969 年 7 月 16 日,阿姆斯特朗同奥尔德林和迈克尔·柯林斯乘“阿波罗 11”号宇宙飞船,飞向月球。7 月 20 日,由阿姆斯特朗操纵“鹰”号登月舱在月球表面着陆,于美国时间当天下午 10 时左右,他和奥尔德林跨出登月舱,踏上月球表面。阿姆斯特朗成了第一位登上月球并在月球上行走的人。当时他说出了此后在无数场合常被引用的名言:“这是个人迈出的一小步,但却是人类迈出的一大步。”他们在月球上度过了 21 小时,21 日从月球起飞,24 日返回地球。

目前探索太空距离最远的太空探测器“旅行者 1 号”(Voyager 1)是由美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)研制的一艘无人外太阳系空间探测器,重 815 kg,于 1977 年 9 月 5 日发射,截至 2020 年 6 月仍然正常运转。它曾到访过木星和土星,是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。其主要任务是 1979 年经过木星系统、1980 年经过土星系统,结束于 1980 年11 月 20 日。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器,是距今离地球最远的人造卫星。截至 2019 年 10 月 23 日,“旅行者 1 号”正处于离太阳211 亿km的距离。直到现在,“旅行者 1 号”仍有足够的能源支持其星际飞行,并且可以与地球保持联络,但由于动力衰竭,有部分功能已经丧失,在 2025 年后,“旅行者 1 号”就会彻底与地球失去联系,并成为漂浮在宇宙中的一艘“流浪探测器”。 eMTzc+GFhgQuEuNtjDKMHIdX8wpEhtsA5eTJH/szViG/d0sZvVNNqwiGIiuLhcSU

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