李月

英國(guó)著名物理學(xué)家霍金多次在公開(kāi)場(chǎng)合提出，人類要想生存下去，唯一的途徑是盡快向外太空移民。因?yàn)椋拔覀冋M(jìn)入歷史上一個(gè)愈加危險(xiǎn)的時(shí)代。我們的人口正迅速增長(zhǎng)，對(duì)這顆行星上有限的資源的需求量正處于指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)當(dāng)中，與此同時(shí)我們的技術(shù)也越發(fā)先進(jìn)，改造環(huán)境以使之適應(yīng)人類需求的能力也越來(lái)越強(qiáng)。然而我們的體內(nèi)仍然有著出于生存本能的最原始的自私和攻擊性的基因本質(zhì)。在未來(lái)數(shù)百年間人類將很難避免遭遇重大的災(zāi)難，更不要說(shuō)是未來(lái)數(shù)千或數(shù)百萬(wàn)年間了”。

發(fā)現(xiàn)地球以外的宜居星球

也許是對(duì)霍金提議的回應(yīng)，美國(guó)國(guó)家航空航天局于2011年12月5曰宣布，他們發(fā)現(xiàn)了一顆太陽(yáng)系外行星。這顆行星被命名為開(kāi)普勒-22b，與地球環(huán)境相似，可能適宜人類生存。美國(guó)國(guó)家航空航天局的聲明是迄今以來(lái)對(duì)包括霍金在內(nèi)的一些人提出的移居地球以外星系的比較正面的回應(yīng)之一，此前，包括美國(guó)國(guó)家航空航天局和其他一些天文、航天航空專家也提出過(guò)人類有可能移居火星、月球等星球。

那么，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的開(kāi)普勒-22b是一顆什么樣的行星，是否與地球完全相同或相似呢?美國(guó)國(guó)家航空航天局作了一些初步的介紹。

開(kāi)普勒22b行星位于宜居-帶內(nèi)，宜居帶是指行星距離恒星遠(yuǎn)近合適的區(qū)域，在這一區(qū)域中，恒星傳遞給行星的熱量適中，行星表面既不太熱也不太冷，因此可能適合人和其他生物生存。另外，開(kāi)普勒-22b屬于另一個(gè)恒星系，它在這個(gè)恒星系中的位置與地球在太陽(yáng)系中的位置相似，開(kāi)普勒-22b圍繞恒星公轉(zhuǎn)的周期是290天，而地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期是365天。研究人員據(jù)此推測(cè)，開(kāi)普勒-22b表面平均溫度大約是22攝氏度。

另外，開(kāi)普勒-22b的直徑為地球的2.4倍，其體積介于海王星與地球之間。研究人員目前認(rèn)為，這顆星球表面可能被海洋覆蓋，而這種海洋可能與地球海洋相同，因此開(kāi)普勒-22b“可能適宜生命生存”。

此外，美國(guó)國(guó)家航空航天局還指出，人類可以移居地球以外的宜居星球不止開(kāi)普勒-22b一個(gè)，而有可能超過(guò)1000顆。開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡于。2009年發(fā)射至太空的。目的是搜尋與地球類似的行星。開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡上裝有9500萬(wàn)像素相機(jī)，其任務(wù)是在天鵝座和天琴座的大約10萬(wàn)個(gè)恒星系中搜尋類似地球的行星。目前，開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡已發(fā)現(xiàn)1000多顆可能適宜生命生存的星球，其中10顆可能位于宜居帶內(nèi)，但仍需進(jìn)一步研究。目前只有開(kāi)普勒-22b被證實(shí)是位于宜居帶串的行星。

移居其他星球的交通工具

人類移居其他星球確實(shí)存在可能，但是，要把這種可能‘變成現(xiàn)實(shí)需要解決很多問(wèn)題，其中一個(gè)重要和最直接的問(wèn)題是，用什么樣的運(yùn)輸工具把人類送上其他星球。

把人類移居到開(kāi)普勒-22b或其他宜居星球有兩類運(yùn)輸工具，一是航天飛機(jī)或宇宙飛船，二是太空電梯。

人類現(xiàn)在已經(jīng)能使用航天飛機(jī)和宇宙飛船載人飛行，但是對(duì)這類航空航天器有非常高的技術(shù)和材料要求。例如，航天飛機(jī)和飛船升空和返回都要經(jīng)過(guò)大氣層，所以進(jìn)入大氣層的角度要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算。角度小了會(huì)脫離軌道，角度大了可能會(huì)產(chǎn)生劇烈摩擦而燒毀。另外，載人飛行的航天飛機(jī)和飛船還要防止太空中的輻射對(duì)人造成傷害。

以防止航天飛機(jī)和飛船外殼燒毀為例，現(xiàn)在的航天飛機(jī)外殼采用鈦合金制作，還要涂上多層絕熱材料，例如，改性酚醛樹(shù)脂。此外，航天飛機(jī)最哆R層還有一層隔熱瓦，是由特殊陶瓷制成的，并且可以隨時(shí)脫落。這使得航天飛機(jī)進(jìn)入大氣層時(shí)當(dāng)外層溫度升到一定程度就脫落掉，相當(dāng)于脫一層皮，以保護(hù)航天飛機(jī)和其中的

宇航員

然而，以目前的技術(shù)來(lái)看，航天飛機(jī)和飛船是否能飛行到達(dá)像開(kāi)普勒-22b行星的距離不僅對(duì)這類航天器的外殼有更高要求，而且對(duì)其飛行和保護(hù)飛行器內(nèi)的生命也提出了更高的要求。因?yàn)?，開(kāi)普勒-22b距離地球大約有600光年，人類要乘坐現(xiàn)有的航天飛機(jī)或宇宙飛船前往這顆星球需要2200萬(wàn)年。這也意味著，即使航天飛機(jī)或宇宙飛船的各項(xiàng)技術(shù)符合要求，人類也不可能到達(dá)這顆星球，因?yàn)榘船F(xiàn)有人類的壽命，飛船上的所有人在遠(yuǎn)未到達(dá)開(kāi)普勒-22b之時(shí)就早已全部死亡。

太空電梯是另一些研究人員的設(shè)想，他們計(jì)劃建造的太空電梯可向天空延伸620.00英里，只不過(guò)這種太空電梯是一種電纜，像一個(gè)旋轉(zhuǎn)套索，通過(guò)向心力牽引來(lái)固定和向天空延伸。而且，隨著未來(lái)納米材料和技術(shù)發(fā)展到實(shí)用階段，可以建造出更輕薄、更堅(jiān)硬的管材，有望使太空電梯延伸得更高，而且成本更低。不過(guò)，這一切現(xiàn)在只是紙上談兵。即使太空電梯能達(dá)到實(shí)用的階段，人類是否能沿著這樣的電梯爬向其他星球也存在很多問(wèn)題，例如，如何防范太空的輻射、超高溫和超低溫，以及如何在缺少氧氣的太空呼吸。

其他星球的環(huán)境是否適宜人類?

人類移居其他星球的另一個(gè)重要條件是，其他星球必須像地球一樣適宜人類生存。而要明確其他星球適宜人類居住必須實(shí)地探測(cè)。美國(guó)國(guó)家航空航天局認(rèn)為開(kāi)普勒-22b行星適宜人類或生命存在全都是一種猜測(cè)，并沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，因此開(kāi)普勒-22b行星及其他類似地球的星球可能適宜人類居住只是一種理論上的推測(cè)。

那么，適宜人類居住的條件應(yīng)該有哪些呢?水、空氣、陽(yáng)光、適宜的溫度和糧食等都是必須的。但是，迄今為止，人類對(duì)可以觸及的星球的探索都表明，其他星球上這些物質(zhì)都不存在，有的星球上可能存在一些物質(zhì)，但也只是一種估計(jì)。例如，月球上是否有水也存在爭(zhēng)議。2009年11月13日美國(guó)國(guó)家航空航天局宣布，月球坑觀測(cè)和傳感衛(wèi)星獲得的撞月數(shù)據(jù)顯示，月球上存在水。但是，這一發(fā)現(xiàn)也受到質(zhì)疑。

同樣，2007年3月，歐洲航天局的火星快車號(hào)探測(cè)器發(fā)回的數(shù)據(jù)顯示，火星南極地區(qū)的冰蓋直徑約有1000公里，總面積比美國(guó)得克薩斯州還大。探測(cè)器的雷達(dá)設(shè)備測(cè)出，冰層厚達(dá)3.7公里，體積約有160萬(wàn)立方公里。雖然冰層含有顏色偏暗的塵埃雜質(zhì)，但冰層中固態(tài)水的含量估計(jì)超過(guò)90％。但是，即使月球和火星上有水，這樣的水是否適宜人類直接飲用，也有待更深入的調(diào)查和研究來(lái)確認(rèn)。

另一方面，迄今為止所有科學(xué)研究的發(fā)現(xiàn)證明，其他星球和外太空的環(huán)境對(duì)適應(yīng)了地球的人類其實(shí)是有巨大危險(xiǎn)的。其他星球和外太空的環(huán)境缺少氧氣，充滿電離輻射、高能粒子等。另外，人類即使能移居其他星球也還面臨著微重力的巨大挑戰(zhàn)。

輻射是人類移居其他星球所面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。在太空中的輻射主要有x射線、γ射線、字宙射線和高速太陽(yáng)粒子。前兩者已被大量的事實(shí)證明是致人患癌和其他疾病的重

要元兇，而后兩者還沒(méi)有研究結(jié)果證明它們對(duì)人的危害有多大，但危害是顯而易見(jiàn)的。宇宙射線是由低原子的氫到重原子的鈾的離子組成，是一些高能粒子。在地面上的粒子加速器上的實(shí)驗(yàn)表明，動(dòng)物吸收高劑量的粒子會(huì)造成神經(jīng)腦組織損傷和癌癥等疾病。

男一方面，在太空和其他星球上人類會(huì)因微重力環(huán)境下的失重而造成肌肉和骨骼的萎縮。

由于失重。還可以造成人的內(nèi)耳平衡器的失常。導(dǎo)致前庭一視覺(jué)反射的損害，長(zhǎng)時(shí)間都不能把眼光集中到目標(biāo)上，同時(shí)會(huì)讓人失去方向感。由于存在這些危險(xiǎn)，人類在移居其他星球之前必須把上述情況弄清?，F(xiàn)在，人類顯然不可能弄清開(kāi)普勒-22b行星上的情況。但是可以通過(guò)弄清其他與地球相似的星球來(lái)了解這些情況。以火星為鑒

目前，人類正在了解火星上的環(huán)境是否適宜人類或生命生存。2004年1月9日，美國(guó)航空航天局宣布，勇氣號(hào)火星車首次測(cè)量了火星上的地表溫度，發(fā)現(xiàn)火星表面溫度為零下15攝氏度至零下5攝氏度，這意味著火星上的氣候比較“宜人”，與地球上的溫差變化有相似之處，可供人類居住。但是，溫度只是其，中一項(xiàng)條件，更重要的是其他條件，如是否有氧氣、水以及是否有輻射。

有鑒于此，2011年11月26日美國(guó)航空航天局又發(fā)射了另一個(gè)火星車——好奇號(hào)去火星，主要是探索火星過(guò)去或現(xiàn)在是否存在適宜生命生存的環(huán)境。但是，這一任務(wù)也極具挑戰(zhàn)性，因?yàn)楹闷嫣?hào)火星車要行進(jìn)9億公里，預(yù)計(jì)于2012年8月6日在火星著陸，展開(kāi)為期一個(gè)火星年(約687個(gè)地球日)的探測(cè)活動(dòng)。

通過(guò)好奇號(hào)上的設(shè)備，如火星樣品分析裝置和全景攝像機(jī)，人們可能獲得許多關(guān)于火星真實(shí)環(huán)境的清晰圖片，以此來(lái)推斷火星表面之下的水冰是否可以用來(lái)提取氧氣和液態(tài)水，或者可否直接從大氣里獲得氧氣；同時(shí)，也能從火星上所獲得的樣品得知火星塵土是否有毒，火星表面是否有沙塵風(fēng)暴，人在上面是否會(huì)受到影響，人類是否能夠在火星上獲得可資利用的資源等等。

男一方面，2007年，美國(guó)的另一個(gè)火星探測(cè)器——奧德賽在火星赤道附近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇特的地下洞穴系統(tǒng)，其中至少包括7個(gè)巨大的洞穴，它們的晝夜氣溫變化不大，而且能阻擋飛沙走石、狂風(fēng)暴雨。研究人員運(yùn)用熱紅外成像技術(shù)對(duì)其中兩個(gè)洞穴進(jìn)行了進(jìn)一步勘測(cè)。發(fā)現(xiàn)其溫度在一天之內(nèi)相當(dāng)恒定。在白天，洞穴內(nèi)比地表上能曬到陽(yáng)光的區(qū)域要冷，但比在陰影下地區(qū)溫度高；在夜里，洞穴溫度則高于周圍地區(qū)。

如果人類登陸火星，這些洞穴將是建立基地的最佳選擇。因?yàn)?，人類如果想移居火星和其他星球，需要首先在這些星球上建立基地。這就像在地球上一樣，洞穴能為人類提供遮蔽，特別是抵擋沙塵暴和極端的天氣。如果在火星上有洞穴，即使在這個(gè)紅色星球上有各種輻射和危險(xiǎn)物質(zhì)，洞穴也能為移居者提供幫助，比如它們能抵擋流星雨、太陽(yáng)風(fēng)暴、紫外線和太空高能粒子對(duì)移居者和探索者的侵襲。

移居火星要等1000年

顯然，火星是人類目前所探索到的最理想的移居地，因?yàn)樗母鞣N環(huán)境與地球相似。火星是除金星之外離地球最近的行星，它離地球5570萬(wàn)～12000萬(wàn)公里。火星比地球小一些，半徑為地球的53％，體積為地球的15％，質(zhì)量為地球的11％，表面重力為地球的38％?；鹦怯邢”〉拇髿?，95％是二氧化碳，還有3％的氮，大氣密度約為地球大氣的1％?；鹦敲?4.63小時(shí)自轉(zhuǎn)一圈，并在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，周期為687天，因而與地球一樣，有四季分明的氣候。

美國(guó)火星協(xié)會(huì)制定了一個(gè)人類移居火星的計(jì)劃，在％000年后人類可能移居火星。

第一步是給火星加熱，因?yàn)榛鹦潜砻鏈囟葹榱阆?5攝氏度至零下5攝氏度。加熱的方法有多種，如讓一顆直徑2.5公里左右的小行星去撞擊火星，撞擊產(chǎn)生的巨大能量將使火星上的1萬(wàn)億噸冰融化成水，或者把一面直徑超過(guò)120公里的大鏡子安裝在火星表面21公里以上的軌道，讓太陽(yáng)光反射到火星。

第二步是形成雨雪等天氣現(xiàn)象。對(duì)火星加熱后，火星土壤中釋放出來(lái)的二氧化碳可以在20年內(nèi)讓火星溫度再升高5.6攝氏度，這時(shí)候一些冰開(kāi)始融化成水，水也開(kāi)始蒸發(fā)，并形成雨雪等天氣現(xiàn)象。

第三步是綠化。在2250年左右，火星上的大氣含量將達(dá)到0.21個(gè)大氣壓，火星已經(jīng)可以生長(zhǎng)植物。第四步是制氧，因?yàn)橹参锷L(zhǎng)后就可以提供氧氣。最后是再等待1000年，火星上能釋放出足夠人類自由呼吸的氧氣。

這個(gè)時(shí)候，加上解決了水的問(wèn)題，人類才有可能登上火星并進(jìn)行糧食種植等計(jì)劃。但是，1000年后，人類能否移居火星還有待于2012年好奇號(hào)火星車的探索結(jié)果。而且，人類到了火星也面臨著應(yīng)對(duì)微重力帶來(lái)的難題。

所以，在向遙遠(yuǎn)的距地球有600光年的開(kāi)普勒-22b行星移居之前，人類的任務(wù)首先是對(duì)更近的星球，如月球、火星進(jìn)行探測(cè)，以明確太空中類似地球的星球首先對(duì)人有無(wú)傷害，其次是否擁有人類生存所必需的水、氧氣、陽(yáng)光、適宜的溫度和糧食等。當(dāng)這些問(wèn)題能獲得肯定的答案，而且人類也能建造出防輻射、防高溫和低溫的飛行器后，才談得上移居其他星球。

【責(zé)任編輯】張?zhí)锟?/p>