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Dava Newman: 达娃·纽曼:太空探索、航天服与火星生活

Dava Newman: Space Exploration, Space Suits, and Life on Mars

Episode 2019-11-222019-11-22简体中文

Guests: Dava Newman

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§01原文文稿 · 00:00–08:40

00:00以下是与达娃·纽曼(Dava Newman)的对话。

00:03她是麻省理工学院的阿波罗计划教授,

00:06曾任美国国家航空航天局(NASA)副局长,

00:08并曾担任四次航天飞行任务的

00:10首席研究员。

00:13她的研究方向是航空航天

00:15生物医学工程,研究人类在不同重力环境下的

00:18表现。

00:20她设计、研制并制造了

00:23一些了不起的航天服技术,

00:25也就是我们在这场对话中谈到的生物航天服(bio suit)。

00:29由于双方日程上的一些困难,

00:32我们只有大约 40 分钟的时间。

00:34她以十足的工程师风格说:

00:37我说话快,你挑最好的问题,

00:39咱们把它搞定。

00:41我们确实做到了。

00:42这是一场关于太空探索

00:45和航天服未来的精彩对话。

00:47这里是《人工智能播客》。

00:50如果你喜欢,请在 YouTube 上订阅,

00:52在 Apple Podcasts 上打五星,

00:54在 Patreon 上支持,或者在推特上与我联系,

00:58账号是 Alex Friedman,拼写为 F-R-I-D-M-A-N。

01:02本节目首次由 Cash App 赞助播出,

01:05它是 App Store 中排名第一的金融应用。

01:08Cash App 是给朋友转账最简单的方式,

01:11也是买入、

01:13卖出和存入比特币最简单的方式。

01:15大多数比特币交易所的银行转账需要几天

01:17才能变成可投资的资金。

01:19通过 Cash App,只需几秒钟。

01:21只需投入 1 美元,你就拥有了比特币。

01:25我在这档播客上接下来会有几场

01:27关于比特币的对话。

01:29去中心化的数字货币

01:30总体上是一项值得探索的迷人技术,

01:33无论在技术层面还是哲学层面。

01:37Cash App 也是尝试让你的钱增值最简单的方式,

01:40靠的是它新的投资功能。

01:43不像有些投资工具强迫你

01:44必须买整股股票,

01:46Cash App 神奇地让你即时投资,

01:50想投多少就投多少。

01:52市场上有些股票每股价格是几百美元,

01:54而不是几千美元。

01:56现在你仍然可以只花 1 美元就拥有其中一小份。

02:01经纪服务由 Cash App Investing 提供,

02:04它是 Square 的子公司,也是 SIPC 的成员。

02:08我也很高兴能与 Cash App 合作,

02:10支持我最喜欢的组织之一 FIRST,

02:14它最为人所知的是 FIRST 机器人

02:16和乐高竞赛,旨在激励世界各地的年轻学生

02:19投身工程和技术领域。

02:23那覆盖了 110 多个国家、66 万名学生、

02:2730 万名导师和志愿者,

02:30并在 Charity Navigator 上获得满分评级,

02:33这意味着捐赠的钱

02:35得到了最大限度的有效使用。

02:37当你注册 Cash App

02:39并使用优惠码 LEXPODCAST 时,

02:42你会立即获得 10 美元。

02:44Cash App 还会向 FIRST 捐赠 10 美元,

02:48这是一个了不起的组织,我亲眼见过它

02:50激励男孩女孩去学习、去探索,

02:55并梦想用工程打造一个更美好的世界。

02:57今天从 App Store 或 Google Play 商店下载 Cash App 时,

03:01别忘了使用优惠码

03:04LEXPODCAST。

03:06现在,请听我与达娃·纽曼(原文转写为 Deva)的对话。

03:10你曾乘船环球航行。

03:16那么我们回顾一下历史。

03:17500 年前,斐迪南·麦哲伦的船队

03:21首次完成环球航行,但他本人死在了途中。

03:26我想很多人不知道,他是在航程过半时死去的,

03:28260 名水手中有 242 人也没能活下来,

03:32他们踏上的是一段三年的旅程。

03:35你觉得当时那些船员是什么感受,

03:38驶向未知,很可能要面对死亡?

03:43你觉得他们心中充满恐惧,还是兴奋?

03:46大概不是恐惧。

03:48我认为在所有的探索中,

03:50挑战和未知带来的,大概是惊奇。

03:53而当你真正在世界各大洋上航行时,

03:56会遇到各种极端天气。

04:01我们环球航行时很有挑战,

04:03你会真正体会到一种新的动力,感受大地母亲,

04:07体会风与浪。

04:08回到麦哲伦和他的船员,

04:10他们出海时其实并没有

04:15一幅三维的地球地图,

04:18大概只是眺望着地平线,

04:20心想:那边有什么?那边有什么?

04:21所以我想说,在团队的动态

04:24以及领导力方面,这种挑战一定非常重要,

04:26领导力一定极其重要。

04:28团队动态,就是如何让大家专注于任务。

04:32所以你认为心理因素很重要,这很有意思。

04:34我们接下来要谈的太空探索中

04:35大概也有类似的回响。

04:37所以任务中人与人之间互动的心理

04:41是很重要的吗?

04:43当然。

04:44火星任务有很多挑战,

04:46有技术上的,但由于我专攻的是

04:48保障宇航员的生命安全,社会心理问题、

04:52团队动态的社会心理、领导力,

04:55我们都是人,所以这始终有巨大影响,

05:00我认为是前三位的因素之一,

05:01在任何孤立、密闭的环境中,

05:04在任何真正相当极端的任务中都是如此。

05:07你的推特账号是 @davexplorer。

05:11那么你是什么时候第一次爱上

05:13探索这个想法的?

05:14啊,这个问题问得好。

05:16大概从我记事起,

05:18我在蒙大拿的落基山脉长大,

05:21在首府海伦娜,所以说真的,

05:23海伦娜山就是我的后院,就在那上面。

05:26所以探索、待在山里、看洞穴、

05:30到处乱跑,但总是置身大自然。

05:32所以从我最早的记忆起,我就觉得自己

05:38是在探索我成长的落基山脉

05:41的自然之美。

05:43所以探索不局限于任何领域,

05:46可以是任何事情,任何一种自然领域,

05:49走进树林,去一个你没去过的地方,

05:51都是探索。

05:52我也这么认为,是的,我对探索的定义

05:55相当包罗万象。

05:56那么太空探索呢?

05:58你是什么时候第一次被这个想法吸引的:

06:00我们这些渺小的人类可以冒险进入太空,

06:05进入太空这片巨大的未知?

06:06哦,今年谈这个话题再合适不过了,

06:08正值阿波罗 11 号 50 周年,

06:10因为阿波罗时代我已经出生了,

06:12具体到阿波罗 11 号,我当时五岁,

06:14我清楚地记得那件事。

06:16我记得全人类,我敢肯定当时我大概

06:19还不知道他们的名字,

06:21有尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林,

06:23还有永远不能忘记的、在轨道上的迈克尔·柯林斯。

06:25这三个人做了一件看似不可能的事,

06:32十年前看起来不可能,甚至一年前也是,

06:36所以阿波罗计划真的激励了我,

06:39我想它其实教会了我做梦,

06:42教会我任何看似不可能的任务,只要足够专注

06:46都可能实现。

06:48我相信还需要一些运气,

06:49但你肯定需要领导力,

06:50需要对任务的专注。

06:53所以从很小的时候起,我就认为,

06:55当然,人类应当成为跨行星物种,

06:57当然,地球上需要有人,

06:58同时也会有人去探索太空。

07:00即使在那个年纪,这似乎也是显而易见的,当然。

07:04它打开了这扇门。

07:05在我们看到人类登上月球之前,

07:07这对我一点也不显然,

07:08但一旦我们明白了,是的,当然,

07:11宇航员就是做这个的,

07:12他们探索,进入太空,

07:14登陆其他行星或卫星。

07:16所以我再问一个也许带点浪漫色彩的哲学问题,

07:20当你仰望星空,

07:22知道银河系中至少有 1000 亿颗恒星,

07:28对吧?

07:30所以我们真的只是这个巨大的可见宇宙中

07:34一粒小小的微尘。

07:36这让你对我们在这里的努力有什么感受?

07:40我喜欢这个视角,非常喜欢。

07:42我的公开演讲总是以一张

07:44哈勃太空望远镜的大图开场,

07:46望向你刚才提到的

07:48太阳系、银河系,

07:49因为我认为一定要明白

07:52我们只是一个小小的淡蓝色圆点。

07:53我们非常幸运,我们在迄今最好的星球上。

07:56这里的生活太棒了。

07:58就我们所知而言。

07:59你确信这是最好的星球吗?

08:01我很确定它是最好的星球,

08:02就我们所知最好的星球。

08:03我的意思是,我在研究中探索,如你所知,

08:05在各种任务世界里探索,我们何时能发现生命?

08:08我认为实际上大概在未来十年,

08:10我们很可能发现过去的生命,

08:11比方说,很可能是火星上过去存在生命的证据。

08:14你认为火星上曾经有过生命?

08:17还是认为现在还有?

08:19我更愿意说,大约 35 亿年前

08:23我相当确信火星上存在过生命,

08:24仅仅因为那时它有电磁屏蔽,

08:27有大气层,重力水平也很棒,

08:30约 0.38 倍重力(原文转写为 3HG)太棒了,你们都会成为超人,

08:34我们都能灌篮,

08:35在火星上玩运动会很有趣。

08:38所以我认为我们会发现过去的,

08:40不,大概是化石化的、火星上过去存在生命的证据。

§02原文文稿 · 08:43–16:08

08:43至于现在是否有,同样需要未来十年,

08:45但证据确实在不断增加。

08:47我们确实有有机物,我们正在发现有机物,

08:49有水,火星上有季节性的水。

08:52我们过去只知道有冰盖,

08:54也就是南北两极,

08:55现在我们发现了季节性的水。

08:57火星上确实有生命的基本要素。

09:00我们真的需要向土壤深处挖掘,

09:02因为表层的一切都受到了辐射,

09:04但一旦查明,我们会看到什么生命形式吗,

09:08会看到什么虫子吗?

09:08我把它当作一种可能性保留着,

09:11但我相当确定,

09:13我们会发现过去的生命或化石化的生命形式。

09:15然后我们还得前往所有这些海洋世界,

09:18也就是其他行星的这些美丽的卫星,

09:21因为我们知道它们有水,

09:22我们在寻找生命,简单地说,

09:26就是追随水,也就是碳基生命,

09:28那是我们所知道的唯一的生命。

09:29可能还有我们不知道的其他生命形式,

09:31但很难去找它们,因为我们并不了解。

09:33所以在太阳系中寻找生命,

09:36就是,你知道,搜寻,

09:37让我们追随水,

09:39并寻找生命的基本要素。

09:41所以你认为在未来十年,

09:42我们可能看到过去甚至现在的生命迹象?

09:45我认为是的。

09:46这相当乐观。我喜欢这种乐观。

09:47我相当乐观。

09:48必须有人类参与吗,

09:50还是可以由机器人和火星车来完成——

09:52大概是团队合作,我是说,我们一直在做,

09:54尤其是在火星上,已经 50 年了。

09:55我们探索火星已经 50 年了。

09:57数据很棒,对吧?

09:58我们今天的火星图像非常惊人。

10:00现在我们知道火星是怎样失去大气层的。

10:03也就是说,我们开始了解,

10:04这是因为缺少电磁屏蔽。

10:07我们了解火星上的水。

10:08所以我们已经用机器人研究了 50 年。

10:10我们仍然没有找到它。

10:11所以我认为,一旦有载人任务到达那里,

10:13我们就会加快进展。

10:14始终是人类与我们的火星车和机器人协同工作,

10:18但我们得想一想,这 50 年来,

10:19我们一直在观察火星,

10:21拍摄图像,尽我们所能做最好的科学研究。

10:25人们需要认识到,火星真的很遥远。

10:27很难到达。

10:28这是极端、极端的探索。

10:31我们先前提到了麦哲伦,

10:32以及过去所有了不起的探险家和水手,

10:35他们是我探索精神的诸多灵感来源。

10:39火星完全是另一回事。

10:40去那里要八个月,

10:42回家要一年半。

10:44这真的非常极端。

10:45各方面环境都很严酷。

10:47但我们或许能在火星上看到迹象的那类生物,

10:51大概是微生物。

10:54是的,别忘了人类,

10:56我们某种程度上是宿主,对吧?

10:57我们是体内所有细菌和病毒的宿主,对吧?

11:00你认为从病毒和细菌

11:03到我们人类,是一个很大的飞跃吗?

11:06换个说法,你认为在你提到的

11:10所有那些美丽而湿润的卫星上,

11:13有智慧生命吗?

11:15我希望有。

11:16这是一种希望,

11:17但我们目前没有科学证据。

11:20我认为,就生命存在而言,我们掌握的所有证据

11:24要有说服力得多,同样是因为

11:25我们现在发现了生命的基本要素。

11:28至于这种生命何时会演变成智慧,

11:31那是一个很大的未知数。

11:32如果我们有朝一日相遇,

11:33你认为我们能找到共同语言吗?

11:37我希望能。

11:38我们还没有相遇。

11:39实在太远了。

11:39我的意思是,这里是不是物理在起作用?

11:42看看所有这些系外行星,6000 颗系外行星。

11:44甚至其中几十颗类地行星,

11:46这些系外行星看起来真的像是宜居行星。

11:50它们非常像地球。

11:51看起来具备所有的基本要素。

11:53我迫不及待想去那里。

11:54唯一的问题是它们距离我们 10 到 100 光年。

11:57所以从科学上说,我们知道它们在那里。

12:00我们知道它们是宜居的。

12:01它们条件俱佳,对吧?

12:03位于适居带,不太热,不太冷,

12:06对生命来说正好宜居。

12:10但现实是,它们最近也有 10 光年,

12:13远的有 100 光年乃至几千光年。

12:15那么外面有什么?

12:18但我就是不认为我们是唯一的。

12:20所以宇宙中肯定有生命,

12:23很可能也有智慧生命。

12:25你认为我们用来穿越太空的工具

12:28是否需要根本性的变革,

12:31才能让我们走出太阳系?

12:35还是说,我们现在已有的方式、火箭,

12:38我们现有的思路、工程思路,

12:41就足以让我们走出去?

12:43嗯,这个问题问得好。

12:43目前,因为光速仍然是一个极限。

12:47我们没有曲速,没有曲速引擎。

12:48要探索太阳系,要去火星,

12:51探索所有行星,我们就需要技术推动,

12:55而这里的技术推动,就是先进推进技术。

12:57如果我能让人类在三到四个月内到达火星,

13:00而不是八个月,那就太好了。

13:02也就是时间减半,缩短 50%。

13:04这对机组的安全和健康非常有利。

13:08轨道力学,但物理定律说了算。

13:09轨道力学依然存在。

13:11物理定律说了算,我们无法违背物理。

13:14我喜欢这句话。

13:15发明一种新物理。

13:16看看量子理论就知道了。

13:18是啊,谁也说不准。

13:19没错,我们一直在学习。

13:21所以我们肯定也并不了解现存的全部物理,

13:23但我们仍然必须——这不是科幻。

13:27在太空飞行的速度方面,

13:29我们仍然必须尊重物理规律。

13:32你曾在奥巴马政府期间

13:34担任 NASA 的副局长。

13:37目前有阿尔忒弥斯计划,

13:39正在推进载人登月任务,

13:41然后也许再去火星。

13:43你对此有什么期待?

13:46你对这个计划怎么看?

13:48你认为最大的挑战是什么,

13:49是到达月球、再次登陆月球,

13:53然后迈出前往火星的大步?

13:57嗯,我现在很喜欢这个月球计划。

13:59阿尔忒弥斯确实是,我们一直待在近地轨道。

14:02我也喜欢近地轨道,

14:03但我总是把它看作三个阶段。

14:05近地轨道,我们已经待了 40 年,

14:07所以绝对是时候回到深空了,

14:10是时候去月球了。

14:11月球上有太多事情可做。

14:13我希望我们不要在月球上停滞 50 年。

14:16我真心希望去月球,在接下来的十年里

14:19先送着陆器,再送人类。

14:20有大量东西可以探索,

14:21但对我来说,这是一次巨大的技术推动。

14:24它只有三天的路程,

14:25所以月球绝对是合适的地方。

14:27这样我们可以逐步降低技术风险,

14:29重点投入栖息地和生命保障系统。

14:33我们需要航天服,需要真正弄清楚

14:36如何在地外生活。

14:37我们已经在地球之外的近地轨道待过,

14:39但那也只有 400 公里高,250 英里,对吧?

14:42所以我们到了月球,它确实是验证这些技术的绝佳试验场,

14:45现在我们身处深空,

14:48辐射成为一个巨大的问题,

14:50关系到宇航员的健康与生存。

14:52我把月球探索的所有这些投入

14:57看作通向最终目标,我们称之为“地平线目标”,

15:00也就是把人送上火星。

15:01但我们不可能明天就去火星,对吧?

15:03我认为我们确实需要在月球上待十年,

15:05投入技术、学习,

15:07确保宇航员的健康,

15:09确保他们安全无恙,同时也要学到很多

15:13关于就地研究与利用,即 ISRU,

15:16就地资源利用是非常重要的,

15:19在月球和火星探索方面尤其如此。

15:21所以我们需要一个试验场,在我看来,

15:24它就是月球试验场。

15:26然后我们利用这同样的投入,

15:29考虑在 2030 年代把人送上火星。

15:32所以是要开发一个

15:34包含各种研究工具的平台,

15:35包含所有,什么是资源利用,

15:38你能谈谈吗?

15:39好的,月球的 ISRU 是这样,

15:42我们会去南极,这很迷人,

15:45我们当然有那里的图像,

15:47我们知道有永久阴影区,

15:49比如沙克尔顿陨石坑附近,

15:50也有永远被阳光照射的区域。

15:53看起来那里有大量的水,冰,

15:56也就是困在冰里的水,

15:58位于月球陨石坑中,那是你首先要去的地方。

16:01为什么?

16:02因为那是水,当你想要……

16:03它可以变成燃料,也可以用于生命保障系统,

16:06所以同样,你要去有水的地方。

16:08所以月球主要用于资源利用,

§03原文文稿 · 16:12–23:47

16:12但也是为了学习,我们能否用月球上的资源

16:15制造燃料?

16:16我们得考虑 3D 打印,对吧?

16:18你不可能把所有这些质量都带上。

16:20你必须学会真正就地取材生活。

16:22我们需要加压外壳,需要有可供人居住的

16:26大气环境。

16:28所有这些将会敲定技术方案,

16:31开展调查,做科学研究,

16:32基本上,我们称之为月球挥发物,

16:35也就是月球上的那些冰是什么,

16:38有多少,资源的状况如何?

16:42在我看来,这对我们有帮助,这只是把人类送上火星的

16:44下一步。

16:46而且在月球上开发这些难题、

16:47解决其中一些挑战、

16:50进行练习、开发、测试等等,

16:51成本更低,也更有效,

16:53比在火星上做要好。当然。

16:54当然,而且人们会很喜欢,

16:56你到了月球,你会看到,

16:57美丽的地出,

16:58你拥有最壮丽的景象,

17:00从地球之外看地球,所以这很合理。

17:03我认为会有数千人,很多人,

17:05希望有数万人进入近地轨道,

17:06因为近地轨道是个美丽的去处,

17:08可以俯瞰地球,但人们想要回家,

17:11我想月球探险者也会想要

17:13往返旅行,在月球上待着,

17:16三天的行程,探索,做科学研究,

17:18也因为月球的白天,

17:20是 14 天,月夜也是 14 天,

17:23所以在这个 28 天的周期里,

17:26一半是光明,一半是黑暗。

17:29所以人们大概会想做

17:31几周的行程、一个月的行程,不会更长。

17:34你说的“人们”是指谁?

17:36你说的“人们”是指……是人,探险者。

17:37我是说……探险者?

17:38是的,未来宇航员也会有平民,

17:41并非所有宇航员都是政府的,

17:43其实,我在 NASA 的时候,

17:45我们推动修改了法律,

17:46以认可不仅仅是

17:49政府雇员的宇航员,也就是 NASA 宇航员

17:51或欧洲航天局宇航员

17:52或俄罗斯航天局宇航员,

17:54因为我们大力推动私营部门,

17:58宇航员本质上将是

17:59飞到 100 公里以上高度的人,

18:02而我认为,一旦完成过轨道飞行,

18:06你就是宇航员,所以会有很多普通公民

18:08成为宇航员。

18:10你认为有一天你会踏上月球吗?

18:13我觉得去月球会很棒,

18:14我愿意试一试。

18:16至于火星,我毕生的事业

18:18就是把下一代送上火星,

18:20那是你们,甚至比你们更年轻的人,

18:22我的学生这一代

18:24将成为火星探险者。

18:26我只是在努力促成这件事,

18:28但那不会是我。

18:30嘿,月球也很不错,而且难度很大,

18:32这仍然是一项非常艰巨的任务。

18:35这是一项极端的任务,没错,

18:37非常适合探索,而且可行,

18:39但还是那句话,在阿波罗之前,我们并不认为

18:41把人送上月球是可能的,

18:43所以我们把它变成了可能,

18:45但我们需要回去,我们绝对需要回去,

18:47我们正在投资所需的重型运载发射能力,

18:50这是我们去那里所需要的,自阿波罗时代、

18:52自土星五号以来我们就没有过了,

18:53如今我们有三个选项摆在台面上,

18:56这一点非常棒,

18:57NASA 有自己的太空发射系统,

18:59SpaceX 将拥有重型运载能力,

19:02蓝色起源(Blue Origin)也在跟进重型运载,

19:05所以从我的角度看这相当棒,

19:07我是阿波罗计划教授,

19:09今天我的重型运载发射能力为零,

19:12我迫不及待,再过几年,

19:13我们就会有三种不同的重型运载发射能力,

19:16这相当令人兴奋。

19:18你的心也许属于 NASA,

19:20但你提到了 SpaceX 和蓝色起源,

19:23你怎么看 SpaceX,

19:26以及那里从私营公司角度

19:28所做的创新努力?

19:31哦,他们很棒,别忘了对 SpaceX 的投资

19:34来自政府资金,

19:36是 NASA 的资金,是美国空军的资金,

19:39这正是应该的,因为他们押注的是一家

19:42行动迅速、有一些新技术开发的公司,

19:46所以我很喜欢,我在 NASA 的时候,

19:48确实是在我们的公私合作框架下,

19:50所以政府必然需要资助

19:53这些初创公司,现在 SpaceX 已不再是初创公司,

19:56但它已经干了十年,

19:58出过一些事故,吸取了很多教训,

20:00但这很好,因为这是加快速度的方式,

20:03而且,一些私营行业的人

20:06和私营企业愿意承担多得多的风险,

20:08这对政府来说也非常重要。

20:11你怎么看这种风险文化?

20:12我的意思是,NASA 和政府

20:15特别擅长交付安全的东西,

20:18有一种更偏谨慎和安全的文化,

20:20以及这种

20:22扎实的工程作风,而我认为 SpaceX,

20:24虽然也有同样的东西,

20:26但多了一点初创公司的感觉,

20:28愿意承担更大的风险。

20:29看到这个领域出现更大的风险,

20:31你会觉得兴奋吗?

20:33当然,最理想的情形

20:37是两者携手合作,

20:38因为有非常重要的经验教训,

20:40尤其是谈到载人航天时,

20:41安全、质量保证,这些

20:44至关重要,无论是航空还是航天,

20:47只要涉及人的生命。

20:49另一方面,政府机构,

20:51可以是 NASA,也可以是欧洲航天局等等,

20:53会变得非常官僚,相当规避风险,

20:56行动相当缓慢,所以我认为最好的情况

20:59是双方结成合作关系。

21:02产业必然要推动政府,

21:05多承担一些风险,比如有“聪明的风险”,

21:07我在 NASA 其实设过一个“聪明地失败”奖。

21:10(笑)

21:11聪明地失败,我喜欢。

21:12是的,这样你可以打破原有的文化,

21:13说,不,看看阿波罗,那是巨大的风险,

21:16但做得很好,所以始终有一种

21:18安全、质量保证和工程的文化,处于最佳状态,

21:23但另一方面,你想把事情做成,

21:26也必须把成本降下来,

21:29就发射而言,

21:29我们真的必须降低成本

21:31并提高频率,而这

21:33正是新来者在做的,他们在大力推动,

21:35所以这几乎是我能想象的

21:37航天最激动人心的时代,

21:39再说一遍,这确实是航天的

21:41民主化,是向更多人开放,

21:43不只是因为发射能力,

21:45还因为我们能在立方星上做的科学研究,

21:47你现在能做的这些,过去是学生项目,

21:51我们会一路经历构思、设计、实施,

21:54思考小卫星该是什么样,

21:56如今,这些都是真正先进的仪器,

21:59科学仪器正搭载在

22:01小小的立方星上飞行,几乎

22:03谁都买得起,所以每个国家、

22:05世界上每个地方

22:08都能发射立方星,所以……

22:11立方星是什么?

22:11哦,立方星是……这叫 1U,

22:15立方星我们按“单元”来衡量,

22:17比如,我把两只手合在一起,

22:20这是一个单元,两个单元,三个,

22:21所以是小小的卫星,立方星

22:23属于小卫星,而我们其实

22:26也按质量划分,小卫星可能是

22:28100 公斤、200 公斤,远低于 1000 公斤,

22:32立方星则比小卫星还小一级,

22:35基本上是几公斤、几十公斤这样的量级,

22:39但算是基础构件,

22:41立方星是很棒的设计,

22:42因为它是模块化设计,

22:44所以我可以用 1U,也就是一个单元的立方星,

22:46如果我在有效载荷上多一点预算,

22:50可以发射三个,基本上就是

22:52放上多得多的仪器,

22:54不过本质上,你可以想象一个

22:55鞋盒大小的东西,

22:57那就是一颗立方星。

22:59那么这些如何帮助你

23:01开展科学研究和实验?

23:04哦,现在,同样,

23:05说回私营行业,Planet 这家公司

23:07正在发射立方星,真正俯瞰地球,

23:10绕地球运行,可以说是每天、

23:13每 24 小时为地球拍一张照,

23:15覆盖整个地球,所以在地球观测、

23:19气候变化、我们不断变化的地球方面,

23:22它带来了革命性变化,因为价格可负担,

23:25我们可以发射一大批,

23:26电信方面,我们都在用手机,

23:28我们有 GPS,有通信,

23:30但过去提供这些服务的是非常昂贵的卫星,

23:33现在我们可以发射

23:35一大批模块化的立方星,

23:38所以这真的是一个突破,

23:40体现在模块化以及成本降低上。

23:44这是一组令人兴奋的进展,

23:47你还有没有别的让你兴奋的,

§04原文文稿 · 23:51–31:03

23:51比如可重复使用的火箭,

23:52这几年你看到的?

23:54是的,可重复使用性,

23:55可重复使用性太棒了,

23:57简直是最好的,不过我们要记得,

24:00航天飞机就是可重复使用的飞行器,

24:02而航天飞机是个惊人的,

24:04作为航空航天工程师,

24:05航天飞机依然是最华丽、

24:08最优雅、最非凡的航天器设计,

24:12它可以重复使用,只是成本负担不起,

24:15但它的可重复使用性确实至关重要,

24:18因为我们把它发射上去,它确实回来了,

24:19所以可重复使用这个概念,我认为绝对重要,

24:23现在我们所做的,我们,也就是

24:26全球的“我们”,借助 SpaceX 和 Vorgent(原文转写,应指其他发射公司),

24:29把火箭立起来,回收一级火箭,

24:31如果能节省 70% 的成本,那就是巨大的,

24:35而且光是看到那种控制,

24:37那种控制与动力学,看到火箭

24:40返回并着陆,永远看不腻,

24:43每次看都激动人心,

24:45你会说,这是魔法,太酷了。

24:48对我来说,着陆时我会站起来,

24:49开始鼓掌,就是为那种控制,是的。

24:51是的,就是算法,就是控制算法,

24:53以及精准着陆,这就像

24:55是给火箭做的体操,

24:58看到这些家伙稳稳落地,

25:01真的太棒了,所以每一次,

25:02就像我说的,每次我看到

25:05可重复使用的火箭回来,

25:07并且降落得如此精准,都真的很激动。

25:09所以这确实是改变游戏规则的事,

25:12我们处在一个成本更低、

25:15频率高得多的新时代,

25:17而且是整个世界,不只是 NASA,

25:19许多国家都在真正提高

25:21发射频率。

25:23你做了很多令人兴奋的研究,

25:25以及航天服的设计工程。

25:28未来的航天服是什么样子?

25:33如果由我说了算,

25:34它会是一件非常紧身的服装。

25:37我们用机械反压

25:38直接在皮肤上加压。

25:41看起来技术上是可行的。

25:42我们仍处于研发阶段,

25:44还没有飞行系统,

25:45但技术上是可行的,

25:46所以我们在材料上做了大量工作,

25:48也就是需要什么材料来给人加压?

25:51需要什么样的图案结构?

25:52我们的专利就在这里,在图案结构上,

25:54也就是如何施加,压力是三分之一个大气压。

25:57我们稍微退一步,

25:59你有这件了不起的生物航天服,

26:00它很贴身,所以能提供更好的活动性,

26:03等等,那不如再退一大步,

26:06航天服应该具备哪些功能?

26:09好的,那就从头说起。

26:11航天服是世界上最小的航天器,

26:14这是我能给你的最好定义。

26:16目前我们使用的是气体加压的航天服,

26:18但想想看,要开发设计一艘完整的航天器。

26:22然后你把所有这些系统

26:23缩小到围绕一个人,

26:25为他们提供氧气,

26:27清除他们呼出的二氧化碳,

26:29确保有压力,

26:30他们需要一个有压力的环境才能生存。

26:31所以航天服其实就是一艘缩小的航天器,

26:36整体而言,拥有完全相同的系统。

26:37大概还有通信,

26:39诸如此类。是的,通信,

26:40没错,还有热控制,

26:44有一点辐射,但辐射防护不算多,

26:45主要是热控制、湿度、氧气,

26:47所以所有这些生命保障系统

26:49以及压力的提供。

26:51所以这是工程上的奇迹,

26:53那些飞行过的航天服,

26:54因为它们真的是完整的航天器,

26:56是我们围绕一个人建造的最小航天器,

26:59但它们非常笨重,

27:00目前的航天服重达 140 公斤,

27:02而且它们不是便于活动的服装。

27:04所以既然我们要重返月球并前往火星,

27:06我们需要行星探索服,需要便于活动的服装。

27:08这正是我们颠覆设计范式的地方。

27:11我研究宇航员,研究运动中的人,

27:14如果我们能描绘出那种运动,

27:16我就想给你完全的灵活性,

27:17让你自由活动手臂和腿。

27:19我真的希望你像奥运选手一样,

27:21像极限探险者一样。

27:23我不想浪费你的任何能量,

27:25所以我们从人体设计出发。

27:27我观察人,测量他们,为他们建模,

27:30然后我问,好,我能不能给他们穿上一件

27:32从皮肤向外构建的航天服?

27:34所以不是用气体加压,

27:36把航天器缩小到围绕人体,

27:38而是说,人是这样活动的,

27:40我能不能真正从皮肤向外设计一件航天服?

27:42这就是我们想出的办法,

27:44机械反压,加上一些图案结构,

27:46这样一来,可能会减少一个数量级,

27:49在质量上,

27:51并且应当提供最大的活动性。

27:53用于月球或火星。

27:54什么是机械反压?

27:56你到底怎么着手

27:58制造一种紧身的东西?

28:02所以……而且仍然不会

28:03保护你免受环境影响等等,

28:05还有整个压力问题?

28:06这就是挑战,是一个很大的设计挑战,

28:08我们已经研究了一段时间。

28:09你可以把人放进一个气球里,

28:11这是一种办法,是传统做法,

28:12是我们一直以来唯一想到的办法。

28:13那是什么意思,是说那个

28:14充气的气球吗?那就是气体加压航天服。

28:15也就是把人放进气球里。

28:16只需要三分之一个大气压

28:18就能维持人的生命,现有系统就是这样,

28:20取决于你用什么单位,

28:22即 30 千帕,每平方英寸 4.3 磅。

28:25比地球上的压力小得多。

28:28用 0.3 个大气压仍能让人活着,

28:31而且活得很好。

28:33活得很好,然后你要混合气体。

28:35你需要……这里,我们在聊天,

28:37我们在波士顿的海平面,

28:39一个大气压,而航天服……

28:42氧气和氮气。

28:43氧气和氮气,然后你穿上航天服,

28:45如果我们把人置于三分之一个大气压下,

28:47那么对于机械反压,

28:49一种办法是用气球,

28:51这是我们目前拥有的,

28:52或者你可以把压力直接施加在皮肤上。

28:55我只需要给你三分之一个大气压。

28:58现在,你和我在一个大气压下很舒服,

29:00所以如果我把三分之一个大气压施加在你身上,

29:04我只需要把它均匀地

29:06施加到你的全身和四肢,

29:08头盔则是气体加压的头盔。

29:10对头部做紧身包裹没有意义。

29:13看那个蓝红树林,那是很棒的表演(原文转写如此,含义不清),

29:15但我们不需要,

29:17对头部做紧身包裹没有任何好处。

29:19你戴上一个气体加压的头盔,

29:21因为头盔,也就是你问到的航天服的未来,

29:23头盔将成为

29:25你的信息门户。

29:26所以它会有增强现实,

29:28会有你需要的所有信息。

29:30应该有我需要的地图。

29:32我在月球上,好,嘿,智能头盔,

29:34给我显示地图,显示地形。

29:36希望它还内嵌了实验室。

29:38如果它有非常好的摄像头,

29:40也许我能看到那些月壤。

29:41那只是月球的尘土。

29:43它是由什么构成的?

29:44我们谈过水。

29:45所以头盔真的成为这样一个信息门户,

29:48这就是我设想的信息技术架构,

29:50头盔让我能够使用

29:55我作为探险者想用的所有感知方式。

29:58包括摄像头、语音、图像。

30:01如果它真的很出色,它就几乎,

30:02也具备实验室的能力。

30:05好,所以压力来自身体,

30:07来自机械压力,这很迷人。

30:10那么在哪方面,当我看生物航天服,

30:12也就是你们正在研制的航天服,

30:14从时尚角度看,它们看起来很棒。

30:17这也是其中的一小部分吗?

30:20哦,当然,因为我们合作的团队,

30:23当然我是工程师,还有工程专业的学生,

30:25设计专业的学生,还有建筑师。

30:27所以这确实是一支多学科的团队。

30:29所以当然,颜色、美学、材料,

30:33所有这些我们都会关注。

30:34所以这不只是一个工程方案。

30:36它确实更加整体化,它是一件衣服。

30:39是一套服装,你现在就穿着一套西装。

30:42它是贴合身形的。

30:43所以我们确实必须关注所有这些方面。

30:46这就是我们合作的设计团队。

30:49我的搭档盖特罗蒂(原文转写为 Gaytroti),我们是这方面的搭档,

30:52他的背景是建筑和

30:54工业设计。

30:56所以这些技能也被带了进来。

30:58我们还与从事运动表现的业内人士

31:01以及设计师合作。

31:03所以这确实是一支把所有这些技能

§05原文文稿 · 31:04–38:25

31:04汇聚在一起的团队。

31:06那么航天服在我们长期驻留火星中

31:08扮演什么角色?

31:11比如探索,完成宇航员所做的所有工作,

31:13甚至有朝一日也许是平民,

31:17几乎就像是迈向火星殖民的步骤。

31:20航天服在其中扮演什么角色?

31:21你始终需要生命保障系统,

31:24加压的栖息舱,我常说,

31:26我们去火星不是为了闲坐。

31:28所以你需要航天服。

31:30即使你着陆了,有着陆器,

31:32你去那里也不是为了待在里面。

31:33这一点千真万确。

31:34我们去那里是为了寻找生命的证据。

31:36这就是我们去火星的原因。

31:37所以你需要很强的活动能力。

31:39对我来说,航天服是赋予人类

31:41活动能力的最佳方式。

31:42我们始终仍然需要火星车。

31:44需要机器人。

31:45所以对我来说,探索始终是一组探索者的组合。

31:49有些人会,

31:50这组探索者中有一部分是人类,

31:51但很多会是机器人、智能系统

31:55之类的东西。

31:55但我把所有这些能力合在一起,

31:58看作最好的探索团队。

32:00那么我来问一个问题,我热爱人工智能,

32:03我还看到你喜欢那部电影,

32:07《太空漫游》,《2001 太空漫游》。

32:10我想问关于 HAL 9000 的问题,

32:12它在片中做了几个决定,

32:14把任务置于宇航员之上。

32:17从一个很高层面的哲学问题来说,

32:20你认为 HAL 把任务放在首位,

32:22做得对吗?

32:24我认为我们的人工智能

32:26未来会更聪明。

32:28对于火星任务,这是个很好的问题,

32:30现实就是如此。

32:31对于火星任务,我们需要完全自主的系统。

32:34我们会送人去,但他们必须是完全自主的。

32:37这是非常重要的,

32:38这是最重要的概念,

32:41因为地球上不会有任务控制中心可依赖。

32:44你知道,有 20 分钟的时间延迟,

32:47根本没法实时控制。

32:48所以要完全自主,

32:49人也必须完全自主,

32:51我们所有的系统也一样。

32:53这就是巨大的设计挑战。

32:55这也是为什么我们要在月球上测试它们。

32:57当我们有,好,几秒钟、

32:58三秒钟的时间延迟时,你可以进行测试。

33:00我们必须真正把自主探索搞定。

33:05你之前问过我关于麦哲伦的事。

33:06麦哲伦和他的船员,他们出发了,对吧?

33:09他们是自主的。

33:11他们是自主的。

33:12他们出发后只能靠自己

33:14去完成那项使命。

33:15当他们登陆时,他们有资源,

33:16那就是就地资源利用,

33:19加上他们随身带的一切。

33:21所以我认为我们必须对探索抱有这种心态。

33:23再说回月球,它更多是试验场,

33:25是技术的验证场。

33:27但到了火星,它太遥远了,

33:29我们需要完全自主的系统。

33:31所以我认为这就是 AI 和自主性再次发挥作用的地方,

33:35真正稳健的自主性,

33:36这是我们今天还没有的东西。

33:38它们还在设计图纸上,

33:39但我们确实需要把它们测试出来,

33:41因为这就是我们要面对的。

33:43所谓完全自主,意思是自给自足,

33:45在这幅图景中人类仍然有一席之地。

33:48你认为是否会有这样一个时候:AI 系统

33:52除了完全自主的飞行控制之外,

33:55还会像 HAL 那样协助甚至做出任务决策?

33:59这很有意思。

34:00要看情况。

34:01它们是由人类设计的。

34:02我想,正如你提到的,人类始终在回路中。

34:04我们可能在地球上,可能在火星轨道上,

34:06系统也可能是降落在火星表面的着陆器。

34:10但我认为我们将会得到,我们现在已经有了,

34:13仅仅是基于地球的系统,AI 系统

34:16能力惊人,我们用

34:20我们现在拥有的所有数据来训练它们,

34:22来自地球的数 PB 数据。

34:24我现在关心的自主性和 AI,

34:27以及我们如何把它用于研究,

34:29是观察地球和气候系统。

34:31对我来说,今天它不是用于火星的。

34:33眼下,AI 是用来关注地球的,

34:35汇集我们所有的太空数据,使用超级计算机,

34:39因为我们有如此多的信息和知识,

34:41需要把它交到人们手中。

34:43我们需要,首先是气候

34:46和气候变化方面的教育问题。

34:47然后我们需要改变人类的行为。

34:49这才是最大的一件事。

34:50所以在未来十年,当务之急是照顾好

34:53我们自己的飞船,也就是“地球号宇宙飞船”。

34:55所以对我来说,这就是我在 AI 系统方面的关注点,

35:00利用现有的一切,同时也设想

35:03未来的情形,

35:05未来地球的卫星图像会是什么样。

35:07如果你能把它握在手中,

35:09那将非常有力量。

35:10这会帮助人们加速为地球带来积极变化,

35:14并让我们与地球平衡共处吗?

35:15我希望如此。

35:16并且从海洋系统开始。

35:17从海洋到陆地再到大气,

35:20利用所有太空数据。

35:21所以人工智能可以发挥巨大的作用,

35:24帮助我们分析,我称之为“策展数据”,

35:27使用数据。

35:28这也与可视化有很大关系。

35:31你认为——这是个奇怪而黑暗的问题——

35:34如果我们不成为跨行星物种,

35:36人类这个物种能存续吗?

35:39在未来一个世纪或几个世纪里?

35:43当然能存续。

35:45我其实不认为火星是“备选方案 B”。

35:48所以我认为一切都在于拯救“地球号宇宙飞船”

35:51和人类。

35:52简单地说,地球不需要我们,

35:55但我们确实需要地球。

35:57全人类需要与地球平衡共处,

35:59因为地球在我们出现之前

36:01就已经存在很久,

36:02在我们之后也会存在很久。

36:03问题只是我们想如何与所有生物

36:06更平衡地共同生活,

36:09因为我们需要照顾地球,

36:11而眼下我们没有做到。

36:12这就是紧迫性,我认为就是未来十年

36:15要努力以更可持续的方式生活,

36:18更多地与地球平衡共处。

36:19我认为人类这个物种有一个美好、

36:21长远、乐观的未来,但我们必须行动。

36:24这很紧迫。

36:25我们必须改变行为。

36:27我们必须认识到大家同在一条船上。

36:30这只是一个蓝色的气泡。

36:31它属于全人类。

36:33所以当人们意识到我们都是宇航员时,

36:35好消息是每个人都将成为宇航员。

36:37地球号宇宙飞船。

36:38我们都是“地球号宇宙飞船”上的宇航员,

36:41这就是我们的使命。

36:42我们的使命就是照顾好这颗星球。

36:45然而,当我们从这艘“地球号宇宙飞船”出发探索,

36:50走向太空,你认为未来 50 年、100 年、

36:54200 年的太空探索会是什么样?

36:56我很乐观,我认为会有很多人,

37:01成千上万的人,几万人,

37:03谁知道呢,也许数百万人,在近地轨道上。

37:05那是我们会有人的地方,

37:06实际上还会有一些产业、制造之类的东西。

37:11这个梦想,我希望我们能实现,把人送上月球,

37:13所以我能设想月球上有很多人。

37:15同样,那是个很棒的去处。

37:17是居住还是参观?

37:18大概是参观,如果你愿意也可以居住。

37:21我想大多数人会想回到地球,

37:23但会有一些人留下,而且路程也没那么长……

37:25风景很好。

37:26是的,风景很好,很美。

37:28所以我认为会有很多人

37:30也去月球。

37:31我想会有一些人,你告诉我的,

37:33哇,那是几百年以后的事。

37:34所以我们会有人,我们肯定会成为跨行星物种,

37:37作为一个物种。

37:38所以我认为我们会在月球上,也会在火星上。

37:41金星不行,它已经是失控的温室效应,

37:43所以不是做科学研究的好地方。

37:46木星,以及太阳系内的一切,

37:47都是我们科学探测器的好去处。

37:50我不太设想人类亲身到场。

37:53我们会探索它们。

37:54所以我们是在头脑中生活在那里,

37:55因为我们在探索它们,踏上那些旅程。

37:59但这真的取决于我们的选择,取决于我们的决定,

38:03取决于我们在地球上要多么平衡地生活。

38:07你认为第一位女性,

38:09第一个人什么时候会踏上火星?

38:12踏上火星?

38:12嗯,我会竭尽所能,

38:14确保它在 2030 年代实现。

38:162030 年代。

38:17比如 2020 年代中期,你知道,2025 年、2035 年,我们会在月球上。

38:22希望有比我们更多的人。

38:24但首先是几名宇航员,

38:25会是全球的、国际化的人员。

§06原文文稿 · 38:27–39:25

38:27但我认为,我们确实需要在月球上度过那十年。

38:29然后到了那个十年的后期,也就是 2030 年代,

38:33我们就会拥有所有的技术和专门知识,

38:35并且需要完成那次前往火星的载人任务。

38:38我们将生活在令人兴奋的时代。

38:39达娃(原文转写为 Deva),非常感谢你引领道路。

38:41也感谢你今天的交谈。

38:42我真的很感激。不客气,我的荣幸。

38:45感谢收听这场对话。

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38:56你会得到 10 美元,同时 10 美元会捐给 FIRST,

39:00这是一个 STEM 教育非营利组织,

39:02激励数十万年轻人

39:05去学习,梦想着用工程塑造我们的未来。

39:09谢谢,希望下次再见。

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— A LITTLE MORE TO THINK ABOUT. —