捕捉太空物质

若你在晴朗的晚上仰望夜空，偶尔会见到流星一闪划过天际。人类很早就知道流星是因高速穿越地球大气层而受热烁亮的陨石，这些陨石主要来自彗星、小行星和太阳系45亿年前形成时所残留的太空尘。人类数百年来一直努力辨识这些天体的构成元素，因为这类知识有助于我们理解太阳系如何形成，甚至能解释地球的化学组成。

分析陨石的组成元素确实能看出一些有意思的线索，问题是这些成分通过地球大气层时都经过了高温燃烧。因此美国国家航空航天局的科学家就想：要是能到外太空采集这些物质，再原封不动带回地球，那不是更好？

这个构想的第一个难题是太空中的物体往往移动迅速，例如太空尘一般速度为每秒5公里，相当于时速1.8万公里，比子弹还要快得多，采集起来并不简单。用肉身抵挡子弹时，若子弹的力道超过皮肤的破坏压力，子弹就会贯穿皮肤；若是穿了高破坏强度材质（如凯芙拉纤维）做成的防弹背心，子弹就会遭压扁变形。无论如何，上述两种方法都很危险，不过原则上是可行的，就像“徒手”接板球或棒球一样。关键在于分散球的能量，避免单一点的高压撞击。因此，美国国家航空航天局需要找到一个方法或一样东西，能让太空尘从时速1.8万公里减速为0，又不会损及太空尘或太空船。这东西必须密度极低，让太空尘粒子可以缓缓减速不会受损，但又要在几厘米的距离内就做到，而且最好是透明的，方便科学家找到射入的太空尘。

如果这世上真有这种东西就已经够神奇，没想到美国国家航空航天局还早就用在太空飞行上了。不用说，这东西就是气凝胶。气凝胶捕捉太空尘的力学原理其实跟特技演员跳楼一样。演员坠落在堆成小山的纸箱上，每个纸箱被压垮时都吸收掉了部分冲力，因此纸箱越多越好。同理，气凝胶里的每个“泡泡”遭太空尘粒子撞击时，都会吸收掉一点点能量，但由于每立方厘米内都有数十亿个泡泡，因此气凝胶足以完好无缺地拦阻住太空尘。

依据气凝胶的特性，美国国家航空航天局规划了一整套太空任务，让宇宙飞船在太空中轻柔地采集太空尘。1999年2月7日，星尘号宇宙飞船发射升空，船上装载了穿越太阳系所需的装置，并且设定飞向威德二号彗星。美国国家航空航天局除了希望采集外太空的星际尘埃，也打算搜集彗星释出的尘埃，以便研究星体和彗星的构成元素。为了完成任务，他们设计了一个很像巨型网球拍的工具，只是丝线之间不是空洞，而是涂满了气凝胶。