望远镜计划深度解析

前苏联的地球望远镜计划

计划概况

地球望远镜计划，在1960年到1962年间，太空竞赛期间经济利益与国家自信心结合，促使前苏联科学家计划钻出一个“俄罗斯超深钻探(Russian Mohole)”，这样做是为了赶在美国钻探项目之前到达地壳与地幔之间的界面即莫霍洛维奇不连续面(简称莫霍面)，Mohole一词即由莫霍洛维奇(Mohorovicic，最早发现地壳与地幔之间界面并命名的克罗地亚科学家)和hole(洞，钻洞，钻探)一词共同组成，意为莫霍钻探，超深钻探。这个最初目标确定后，前苏联便在人迹罕至的帕钦加地区钻出有史以来最深的洞，洞深超过7英里(约11.2公里)。

计划背景

五十年代初期，当时苏联和美国这两大敌对阵营，受冷战思维支配，将大量财力物力投入到无休无止的战备竞争当中，军事科研也以近乎畸形的速度突飞猛进，双方竭尽所能开发各种战略资源。

当时的苏联有一项代号“地球望远镜”的秘密计划。苏联国土的南部和东部幅员辽阔，环绕着山岳地带，天然洞窟和矿井极多。为了比美国更早掌握地底蕴藏的丰富资源，以及人类从未接触过的未知世界，苏联人在一块天然盆地内的干谷中，动用重型钻探机械设备，秘密进行了前所未有的深度挖掘。

计划成果

这一工程耗时将近二十年，他们挖出的洞穴，垂直深度达到一万三千米，是世界上最深的已知洞窟。因为涉及高度军事机密，所以“地球望远镜”计划始终都在绝对封闭的状态下进行，外界很少有人知道其中的内幕。

人类设计出了天文望瞎卜远镜，可以用肉眼来窥探宇宙星空的秘密，但是人的眼睛却不能穿透地面，所以才将穿透地层的深渊，称为“地球望远镜”，可以借助它来直接观测地底物质。

根据地下深度不同，物质组成也完全不同，并不是一砖到底的全是泥土岩石。概括而言穗神举，大致有三层区域，最外部称为地壳，深处是地幔的中间层，地幔里边裹着地核。

俄罗斯超深钻探(Russian Mohole)

前苏联时期曾经钻探过一些超深井进行地质研究。本集介绍的照片为前苏联最深的超深井的钻探过程。该井位于科拉半岛，钻探深度达到了12,262米。在钻探过程中发生了许多有趣的事，至今为人们津津乐道。这是继苏联空间站、深海勘探船之后的第三大科研成果，一直是俄罗斯科学家的骄傲。

勘探工作于1970年5月24日开始。成千上万的科研人员中只有极少数的科学家得以到现场参加此项研究工作。所有参加此项钻探工作的人员均分得了一套莫斯科的公寓房，工作期间的月工资水平达到大学教授一年的年薪。钻井现场成立了十六个实验室对岩心进行研究。整个研究计划是在前苏联地质部长的直接领导下进行的。

科拉超深井的钻探工作终止于1994年。到1983年，该井的钻探深度已经达到了12000米，为此，决定停止进一步钻进。最后的262米是在1983-1993年间进行的，花了整整十年。停止钻猜碧进的官方理由是经费不足，而内部人员透露，真正的原因是井内有一些超自然的现象出现。钻井技术人员向记者保证，根本不存在经费问题；由于有“妖魔”从井底出来，钻探工作不得不停止进行。

人类向自己脚底下探索要远难于向头顶上探索，人类已经可以到达太阳系的边沿，但很难打一个超过三千米深的深井。超过三千米深以后往往会出现一些难以置信的奇怪现象，钻头会融化到地下某些非常热的物质中，虽然钻头的熔点几乎等于太阳表面的温度，有时候钻头被坠了下去，拉出来的只剩下钢丝绳。更可怕的是，人们会听到从钻孔中传出来的嚎叫声以及尖叫声，这种现象根本无法用科学来进行解释。

1970年代人们已经获取了月球的地面岩芯样品。经分析后科学家发现这些样品的组成与地球三千米深的岩芯样品的组成非常相似。就好象月球是从科拉半岛三千米地层深处蹦出来的一样。

当钻探的深度到达接近13000米时，从钻井中传出来了奇怪的声音。由于对这种奇怪的现象感到好奇，研究人员向井中放入了一个耐热的话筒；同时还放入了其它类型的传感器，录下了非常奇怪的象“人的吼声”一样的声音。但是在现场的人们发誓说，听到的声音就像地狱中罪人的呼叫；随后，突然听到一声自然界从来没有听到过的强烈爆炸声。自此之后数天里再也听不到任何声响，现场研究人员回忆说。

整个钻探计划所花费的经费与其获得成果相比是微乎其微的。当钻探深度达到9500米时，钻头钻进了一个含有黄金和钻石的地层。取出的岩芯经分析表明，金含量居然高达80克/吨。要知道金含量达到4克/吨的金矿层就具有商业开采价值，地球表层中很少能找到金含量超过10克/吨的矿层，相比之下这里几乎是金子的宝藏。

所以说，即便那里是地狱，我们也值得花费终身的精力往下继续钻探，那里确实是一个镶满了黄金和宝石的罪人的宝库。

补充资料

美国当时最深的探井为GHK Co. 1–27 Bertha Rogers，位于奥克拉荷马州，深度达到9583米。

埃克森-莫比尔公司2007年在俄罗斯库页岛打了一口深井(Z-11)，钻进深度达到了11,282米。

亚洲最深的深井是由中石化在四川省钻探的。井深达到8875米，川科-1号井。据说花费了将近3亿人民币。

塔里木油田：塔深1井设计井深8000m，完钻井深8408m。

中国已经完成多口7000-9000米深井的钻探。初步具备钻探12000米深井的技术装备。

参考资料

揭秘前苏联如何钻出世界最深的洞

北京时间8月26日消息，据美国《连线》杂志报道，在冷战的60年代，随着太空竞赛不断升温，另一项竞赛也慢慢展开，这就是地心争夺战。也许前苏联和美国永远无法钻到那个深度，但是它们可以尝试着钻到所谓的莫荷界面(Moho)。

莫荷界面更正式的叫法是地球外壳与内壳之间的界线(Mohorovicic Discontinuity)，它是通常呈现固体形态的外壳和充满岩浆的地幔之间的一个理论性分界线，但是这种说法存在很大争议。

在美国推出一项力图达到这个深度的钻探项目后，前苏联也加入到这场钻出世界上最深的洞的竞赛中。迪安·杜恩在《地球科学》一书中写道：“在1960年到1962年间，太空竞赛期间经济利益与国家自信心结合，促使前苏联科学家计划钻出一个‘俄国超深钻井(Russian Mohole)’，这样做的目的是，赶在美国钻探项目之前到达地球外壳与内壳之间的界线。”

华科大专家解读韦布空间望远镜：让人类更清晰看清宇宙

通讯员 贾法雷

12月25日，美国建造的詹姆斯·韦布空间望远镜从法信脊属圭亚那库鲁航天中心发射升空并顺备局利入轨。据新华社报道，科研人员期待借助该望远镜探究宇宙各阶段 历史 ，了解众多天体系统的起源。

空间望远镜就是一台“时间机器”

吴庆文：韦布空间望远镜在上世纪80年代末就提出来了，最初预计在2007年发射，但一直在延期，以致于被戏称为“鸽王”，今年终于升空。

韦布空间望远镜最大的特点就是大，是美国国家航空航天局迄今建造的最大、功能最强的空间望远镜。其主镜直径6.5米，由18片巨大六边形子镜构成，配有5层可展开的遮阳板。哈勃空间望远镜主镜直径只有2.4米，韦布空间望远镜目前的主镜直径大了三倍，同时面积变大了将近10倍。

吴庆文：更大口径望远镜，除了能使它更快搜集到遥远、暗弱天体发出的光之外，还可以提高分辨率，更加清晰地看到宇宙的各种天体。

韦布望远镜强大的性能将能够告诉人们更加深邃宇宙的奥秘， 探索 未知。可以说空间望远镜每一次性能的提升，总会给人带来很多超越人类想象的意外惊喜和发现，这些发现也在不断地拓展人类的认识，甚至彻底改变人们对宇宙的认知。

吴庆文：我们可以通俗地理解空间望远镜就是一台“时间机器”，可以看到亿万年以前的光，就像我们看到的太阳光就是太阳表面8分钟以前发射出来的。韦布望远镜将能够观测到宇宙诞生之初昏暗的世界，如第一批恒星是如何形成的，第一批星系是怎样形成的。这些第一代恒星或星系形成的紫外波段的光，以至于130多亿年以后才以红外光的方式到达我们太阳系。

第二个重要问题就是 探索 地外生命信号。银河系有千万颗类似于太阳的恒星，宇宙又存在千亿个星系，因此近年来寻找系外行星和可能的生命迹象成为热点问题。如果地球以外存在生命，那么这些生命会释放出独特的气体，如地球氧气、二氧化碳等，通过分析行星大气化学成分，可能会提供外星生命存在的证据。

吴庆文：不同于哈勃望远镜在仿坦让地球500公里左右的轨道上运行，韦布空间望远镜将运行在地球外侧150万公里外的第二拉格朗日点。韦布空间望远镜到达目的地后，将在太空中进行为期约6个月的调试，包括展开望远镜和遮阳板、冷却设备、校准等。

此外，它被放置在距地球约160万千米外的地方，如果韦布望远镜在运行时出现任何故障，都会导致无法工作，人类将没有能力去修复。比如哈勃望远镜在发射之后就经历了多次维修，这也是为什么韦布空间望远镜发射升空时间不断改期，要各方面都必须把出问题的可能性降到最低。

中国空间望远镜有望2024年发射

吴庆文：中国空间站工程巡天望远镜计划于2024年左右发射入近地轨道开展巡天观测，相比于哈勃望远镜和韦布望远镜，中国空间站巡天望远镜最大的优点是视场大，就跟我们拍照片用广角相机一样，巡天望远镜的视场比哈勃望远镜大了300倍，相当于中国空间站巡天望远镜观测一次，哈勃空间望远镜要观测300次才能把同一天区覆盖。因此哈勃望远镜适合做单个源研究，而中国巡天望远镜适合做普查研究，这也是中国空间站巡天望远镜最大的优势。

吴庆文：人类已经进入全波段观测宇宙阶段，大型望远镜设计和制造代表了国家的 科技 水平。韦布望远镜工作在红外波段，中国目前在这个波段还没有地面和空间望远镜。近年来，我国在芯片等技术上不断发力，如果科研院所和企业联合攻关，相信不久的将来，中国可以在红外波段望远镜设计和制造上取得突破。

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人类史上最“荒唐”工程：24年只为把地球钻个眼，苏联人为何这么干？

相信很多朋友都看过《地虚闹心历险记》这部影片，但是在现实生活中，前苏联还真的上演了一场现实版的地心历险记。而苏联人之所以这样干的原因，除了是搞科学研究之外，就是为了和美国竞争，想要先到达“莫和界面”。

这项计划就是前苏联的“地球望远镜”计划，核心的计划是想通过对地球进行钻探和取样化验，参加这一项目的苏联科研人员又上千位，而具体的钻探地点就选择在了北西伯利亚的克拉半岛。这项计划在开始实施的时候非常顺利，但是随着钻探深度的增加，出现了非常大的问题，当到达12公里的深度时，精心制作的钻头甚至被周围的高温所融化了，要知道越靠近地核，温度就会越高。在地核附近的温度甚至能达到太阳表面的温度。这样的高温已经不是人类的科技能够抗衡的了。

而这项计划最终的钻探深度达到了惊人的12262米的深度，相当于12公手雀里，已经超出毕誉早了生物圈地下十公里的范围了。这项计划的产物也成为了人类迄今为止在地球上打下的最深的井，这项世界纪录至今都没能打破。在钻探的过程中，苏联也发现了大量储量非常丰富的矿产，比如石油和金矿，而在日常的开采中，含量超过4克每吨的金矿就具有了商业开采的价值，但是钻探时发现的金矿含量达到了每吨含80克黄金。

所以苏联人的这项活动，不仅让人们对地球的结构有了更全新的认识，还让苏联在大地的探索上领先了美国一步。

苏联在地球上挖了万米深洞，他们发现了什么？为什么不继续挖了？

作者：蓝胖子

你知道吗？人类虽然能够载人登陆月球，遨游太空，却无法深入地球，钻透地壳。真是上天容易入地难。

到目前为止，人类能够 探索 地球内部的最远距离也不过12公里，这点距离这对于直径13000公里的地球来说，根本不值一提。

为什么人类 探索 地球内部这么困难呢？地球的内部到底有些什么？我们这就来详细说说。

地球是一个直径约13000公里的行星。

它由 地壳、上地幔 和 下地幔 组成外球， 过渡层 和 内地核 组成内球， 外地核 作为液态层将内球和外球分隔开来。

其中，地壳的深度为0-33公里，这里都是固态物质，主要由硅和富含铝的硅酸盐类的岩石组成，所以地壳又称为岩石圈。

而上地幔也称为莫霍面，它的深度为33-670公里，主要由类似 橄榄岩 的 超基性岩 组成。上地幔中存在熔融物质，通常被认为是岩浆的发源地。上地幔与地壳一同构成了地球的岩石圈。

下搜瞎地幔的深度为660-2890公里，因为处于极端高温和高压环境，这里的岩石呈现出塑性状态。

而外地核的深度介于2900-5100公里之间，是固态-液态相变面，这里的物质以液态的形式存在。

地核是地球最为核心的部分，半径约为3470公里，它的温度非常高，能够达到 4000-6800 。要知道太阳表面的温度约5500 ，地核的温度已经能与之相媲美了。

这不仅令人难以想象，这么高的温度，现在的人类能有机会触碰吗？

目前已培档知地球上熔点最高的物质是 五碳化四钽铪(TaHfC) ，其熔点为 4215 。不知道它能不能抗住地核的极端高温。

为了 探索 地球内部，人类可以说想尽了办法，但是由于技术、人力、财力、安全等问题的影响，到目前为止，人类 探索 的最深距离也不过12262米，连地壳都没有穿透。

在1961年，美国率先进行了 探索 地幔的计划，想要利用钻探钻透地壳，来到莫霍界面，所以该计划也被称之为 “莫霍计划” 。

因为海洋的地壳平均厚度比陆地要薄将近7千米，而且海洋土质更为松软，海水还能够给钻头降温，所以该计划在地拉霍亚海岸附近开始施工。

但是在钻探到海底深处的200米时，遇到了大量的玄武岩，钻探难度倍增。

再加上钻探计划花费的人力和财力都是一个巨额数字，美国国会认为预算过高，在1966年投票终止了该计划。

人类有望突破地幔的机会就这样消失了。你以为人类就这样放弃了吗？并没有！

当时世界正值以美国和苏联为首形成的两极格局，双方都在进行激烈的战备竞争，苏联一看美国居然想要钻透地壳，自己这边肯定不能够示弱啊！

于是在1960年，苏联配漏乱提出了 “地球望远镜计划（Earth Telescope Project）” ，试图在地球挖出世界最深的洞。

这一工程在人迹罕至的 帕钦加地区 开展，该井位于 科拉半岛 ，钻探深度达到 12262米 ，是人类有史以来向下钻探的最深深度，该项计划成果一直是苏联科学家的骄傲之本。

“地球望远镜计划”在1970年开始，参加该计划的科研人员，每人都获得了政府分发的，位于首都莫斯科的房子，月薪可以媲美当时大学教授的年薪。

在苏联地质部长的领导下， 这些科学家赶赴科拉半岛，开始了漫长的钻探工作。在1983年，钻井深度已经达到12000米。

而还有最后的262米，该科研团队足足花了10年的时间才钻探出来。

这一项计划一共进行了23年，苏联在地球上挖出了万米深洞，但是在1993年后再也没有进一步钻探了。

他们发现了什么？为什么要停止钻探呢？

在钻探过程中，苏联科学家们发现了 地球三千米深的岩芯样与月球上的地面岩芯样的组成十分相似 。可能月球的形成与之有关联也说不定。

科学家们认为，往下越深，地球的土壤的密度越高，重金属含量也越高，矿产会十分丰富。

而在深度9500米的地方，科学家们钻探到了一个富含黄金和钻石的岩层。通过分析岩芯样，科学家们发现其 含金量为80克/吨 。

这一发现这证实了科学家的猜想。但是，由于开采成本过高，所以这些丰富的矿藏还是依旧留存在原地。

既然发现如此惊人，为什么苏联不再继续钻探了呢？对此，官方给出的理由是 开采难度太大，经费不足 。

但是有人透露出了另一个不知真假的传言： 他们挖穿了地狱的天花板，放出了青面獠牙，长着翅膀的怪物，把工人给吓跑了。

而且在钻探深度达到7000米之后，在钻过程中经常发生意外。比如说岩石突然塌落卡住了钻头，工作人员在提起钻头的过程中，钻头也意外掉落。

这些意外和流言蜚语给这项计划披上了神秘的面纱，我们也不知道在钻探过程中到底发生了什么。

但是可以肯定的是，这个深度高达12262米的钻井，是目前人类挖过的最深垂直钻孔，至今还未有人超越。

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哈勃之后无哲学？命运多舛的哈勃空间望远镜年让人类看到了什么？

如果说那个原始人对宇宙的几分钟凝视是看到了一颗宝石，其后你们所谓的整个人类文明，不过是弯腰去拾它罢了……

就像刘慈欣在《朝闻道》中通过排险者所做的总结，人类所有的文明无不是从天文学开始，通过对宏观宇宙的思考建立自己的哲学体系。但哈勃空间望远镜睁雀的出现，从某种程度上改变了这一切。当人类对天空不再神秘，对宇宙有了更加具体的认识，启蒙了人类的哲学正在面临尴尬的境地。就像霍金所说，或许哲学已经真的死了！

哈勃空间望远镜的 历史 最早可以追溯至1946年。在那个时代，以他名字命名的著名天文学家“爱德文·哈勃”还没有过世。但现代火箭技术的出现已经让天文学家思考，如何在外太空架设一面天文望远镜来避免大气衍射带来的干扰。在美国天文学家莱曼·斯皮策的推动下，1962年美国国家科学院在一份报告中第一次推荐空间望远镜作为发展太空计划的一部分。但谁也没有想到的是，这一计划竟然因为各种原因整整拖延了40多悉碧早年，直到1990才被发射升空。

首先是技术原因，要发射大型空间望远镜即便是在今天也是一个不小的难题，何况是在上世纪60年代？因此为了保证计划的顺利实施，NASA进行了大量的实验，先后在1966年、1968年先期进行了两次轨道天文台实验，在1968年才正式确定在太空中建造直径达3米的反射望远镜的计划。但为了保证这个昂贵的计划具有足够的费效比，能够使用更长的时间，NASA强调这个计划需要有人进入太空进行维护；并且同步发展可以重复使用的航天飞机技术。这两项技术对当时来说，几乎不可能实现。

其次是政治原因，在上世界六七十年代，正是人类热衷寻找外星文明的时期，轨道天文台计划的成功极大的鼓舞了公众的热情，因此空间望远镜计划一经提出就获得了民众广泛的支持。但受冷战和美国裁军的影响，1974年时任美国总统杰拉尔德·福特剔除了所有进行空间望远镜的预算，哈勃空间慧团望远镜计划面临夭折的命运。

政治的压力没有阻挡天文学家的热情，经过各方的游说，经过和国会一系列复杂的讨价还价，最终美国参议院决议恢复原先被国会删除的一半预算。由于资金的减少，镜片口径由原计划的3米缩为2.4米以降低成本。1978年，美国国会拨付36,000,000美元作为第一期资金，正式开始空间望远镜的设计工作。1980年，望远镜被命为哈勃，以纪念发现宇宙膨胀的美国著名天文学家爱德温·哈勃。

哈勃空间望远镜计划一经批准，就被分割成许多子计划分送各机关执行。作为一架光学望远镜，镜片和光学组件是最为关键的部分，但偏偏是在这个环节出了问题。当时负责制造镜片研磨的是珀金埃尔默公司，为了提高望远镜的解析力，该公司刻意使用极端复杂的电脑控制抛光机研磨镜子。但新技术的代价意味着经费持续超值和进度严重落后，因此引起了NASA的强烈不满。为了迫使珀金埃尔默尽快完成工作进度，NASA甚至一度中止了对镜片工作的支援。但没想到的是，却为将来犯下了一个巨大的错误。

1981年，等珀金埃尔默终于完成镜片制作，发射日期也从原计划的1984年调整至1986年。但由于美国挑战者号航天飞机在1986年发生爆炸事故，这一计划又被无限期的推迟，直到1990年，才由发现号航天飞机将这架命运多舛的空间望远镜送入太空。此时距离爱德温·哈勃逝世已经整整过去了37年，距离第一次提出构想已经过去了44年。

但令人惊讶的是，仅仅过了两个月，这枚太空望远镜就出现了不能正常聚焦的严重事故。NASA终于为自己当初的鲁莽付出了代价，不得不又花费巨资派出航天员进入太空进行修复。或许是由于这次不愉快的经历，至今在珀金埃尔默公司的网站上还找不到相关事件的宣传。

作为人类 历史 上第一台大口径空间望远镜，哈勃空间望远镜总耗资达21亿美元，从提出构想到建成横跨将近半个世纪，它的出现极大的扩展了人类对宇宙和空间的认识。截止到2015年，哈勃望远镜在地球轨道上运行了将近13万7千圈，累计54亿公里，执行了120多万次观测任务，观察了超过38,000个天体，并催生了好几项问鼎诺贝尔奖的成果。

特别是1995年哈珀深空场的出现，彻底颠覆了人类对宇宙的认知。当人类发现深空中一个个的小亮点都是像银河系一样庞大的星系；当哲学层面抽象的无限和浩渺，变成了一个个可具体触摸和测量的参数。无论是对人类的知识还是心理都产生了巨大的冲击，使人类不得不重新思考自身存在和宇宙的关系。

如果说人类早期对宇宙的思索塑造了自己的文明，那么如今天文学正在给人类带来新的改变，这就是哈勃30年最伟大的意义所在。

我们都是阴沟的虫子，但总要有人想仰望星空。深度解读科幻，欢迎喜欢科幻的朋友关注：深度科幻