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有哪些现在还很「冷门」,但未来 30 年里一定会变成热门专业的学科? 第1页

  

user avatar   huang-ze-sen 网友的相关建议: 
      

我推一个 「行星科学」

行星科学在过去几十年都是一个非常冷门的学科,主要的限制在于数据非常少,尤其是行星大气学和行星地质学。数据很少主要有两个原因,其一是深空探索任务并不多,其二是深空远距离通信的带宽极为有限。我将从未来三十年新增的数据量的角度来论证,行星科学必定是未来的热门科学。

这是截止去年的人类探索火星的任务,现在图上要加上天问一号环绕器和祝融号着陆器、阿联酋的希望号 和NASA的毅力号火星车了,总共加起来也没有超过40个任务。金星、水星、木星、土星乃至其他去到外太阳系的深空任务就更少了。

而现在在近地轨道上活跃的人造卫星有超过2000颗,整整比去到外星的人造卫星要多了两个数量级。而 Elon Musk 马一龙同志 的SpaceX公司曾宣称,计划在未来几年在近地轨道发射超过30000颗人造卫星,来形成覆盖全球的星链。那么如果维持这个 近地轨道/太阳系其他行星轨道任务数 比例不变(作为一个乐观主义者,我相信走出地球一定是人类的未来),那在不远的未来,会有十数倍于如今的行星科学任务等着我们

此外,人类通信技术的进步也会给行星科学的发展带来另一助力。比如传统的深空通讯的通讯速率只有1kb/s (根据这篇文章:好奇号在最好的时候到地球的传输速率只有 1.056kb/s),因此在整个任务周期(不超过10年),总共能传输回地球的数据不会超过1TB,甚至不如你我的笔记本电脑的硬盘大。

乐观的是,随着人类通信技术的进步,我们大致有三种方案来逐步改善这个问题。

  1. 改进信息压缩技术,用更有效的方式来储存、传输信息(比如现在流媒体技术)
  2. 可以通过对已有的通信设施进行重组。比如NASA的这个尝试,Deep Space Network进行改组,预期可以将通信效率提高50-100倍。(不过这个是11年前的文章了)
  3. 直接改进信息传输技术,甚至更换信息媒介。比如NASA即将与2022年发射的灵神星轨道器,就采用了一种新型的光子通信技术(用可见光波段的电磁波替代射电波段的电磁波来进行通信,预期可以在不改变载荷能耗、负重的前提下把深空通信速度提高10-100倍)

那么综合以上几种深空通信的改进方式,乐观的估计,在未来几十年,深空任务的总数据量将会是现在的100至100000倍。再结合新增的任务数,谨慎乐观估计将会有现在1000至1000000倍的数据传回地球供大家研究,更别提在有生之年必定成真的太空旅游,甚至是月球旅游,行星科学在未来30年必定会迎来一次经久不衰的大发展期。

此外,鸡贼地说,行星科学其实还是一个包罗万象的学科母分类。无论是物理学、化学、生物家,还是地质学、天文学、计算机科学、工程学,甚至是各类人文社科,都在可以在这个行业内找到自己的容身之处(哈哈有点耍赖了。。。)因为行星科学本质上研究的是人类未来的栖身之所,乃是真正的千年大计,无论是谁,都将或多或少的跟她沾上一点边。

最后给自己的母校打一个广告:

中国科学院 比较行星学卓越创新中心 成立于2018年。中心致力于利用地球化学、地球物理、空间物理、大气科学等研究手段,通过对太阳系内天体的探测和样品分析,研究行星的形成和演化,从比较行星学的角度来回答地球形成、演化和未来发展趋势中的重大科学问题。拟设置的研究方向包括行星化学、行星物理及行星环境。

去年在文昌现场看了天问一号的发射,希望祖国的行星科学越来越好!




  

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