奇云

“航天之父”齊奧爾科夫斯基曾說(shuō)，地球是人類的搖籃，但是人類不能永遠(yuǎn)生活在搖籃里，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人類將移民火星，你相信嗎？

火星移民開(kāi)始報(bào)名

火星，遙遠(yuǎn)而又神秘的星球，千百年來(lái)人類不斷猜想它曾經(jīng)孕育了發(fā)達(dá)的文明。即便人類目前仍然沒(méi)有在火星表面發(fā)現(xiàn)文明的痕跡，但想象力總是能為人類新的幻想創(chuàng)造可能。環(huán)境惡化、地震海嘯、太陽(yáng)膨脹、彗星撞擊，人類面對(duì)著許多現(xiàn)實(shí)存在和想象出的毀滅性災(zāi)難，這也迫使人類渴望尋找第二個(gè)家園。在火星移民“火星發(fā)燒友”中，最熱心的要算荷蘭民間機(jī)構(gòu)“火星一號(hào)”基金會(huì)了。

2013年4月22日，“火星一號(hào)”基金會(huì)在紐約舉行首場(chǎng)火星移民推介會(huì)，宣布火星移民志愿者篩選工作正式啟動(dòng)，目標(biāo)是2023年實(shí)現(xiàn)人類火星移民，在那未知的紅色星球，拓荒、創(chuàng)造……永遠(yuǎn)不再返回。2013年4月26日，全球第二場(chǎng)推介會(huì)在上海召開(kāi)。據(jù)該公司CEO巴斯·蘭斯多普透露，選擇上海進(jìn)行推介出于兩個(gè)原因。一是中國(guó)近年來(lái)太空探索發(fā)展迅速，二是中國(guó)人口多，這就意味著申請(qǐng)者多。根據(jù)該計(jì)劃的組織者介紹，美國(guó)的申請(qǐng)者最多，為17324人，其次是中國(guó)的10241人和英國(guó)的3581人，俄羅斯、墨西哥、巴西、加拿大、哥倫比亞、阿根廷和印度依次排列。這些志愿者將被分成4人一組，進(jìn)行前往火星的單程之旅訓(xùn)練，歷時(shí)達(dá)7年之久，最后由公眾投票產(chǎn)生前往火星的志愿者小組。

“火星一號(hào)”的移民計(jì)劃主要分為兩條線進(jìn)行。一方面，是技術(shù)準(zhǔn)備和定居點(diǎn)建設(shè)。在該組織網(wǎng)站的技術(shù)一欄顯示，2013年3月，他們已經(jīng)和美國(guó)百諾肯太空發(fā)展公司簽約，后者正負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)“火星移民”的生命支持系統(tǒng)和宇航服。此外，他們還將向美國(guó)的航天技術(shù)機(jī)構(gòu)購(gòu)置飛行器。到2016年，將進(jìn)行第一次試驗(yàn)發(fā)射。2018年后，火星探測(cè)器將發(fā)射升空。如果一切順利，到2021年，他們將向火星定居點(diǎn)運(yùn)送水、氧氣、食品等物資。定居點(diǎn)的藍(lán)圖現(xiàn)在也已經(jīng)出爐。屆時(shí)，荒涼的火星表面將出現(xiàn)一組白色的太空艙，出于抵擋輻射的需要，艙體表面可能被沙石覆蓋，能量源則是幾塊巨大的太陽(yáng)能電池板。定居點(diǎn)內(nèi)部則兼具了生活、工作、娛樂(lè)功能，有冰箱，還有用來(lái)栽培蔬菜的溫室。

一切順利的情況下，首批4名宇航員將在2022年踏上他們的旅程，并于2023年4月抵達(dá)火星?？膳率沁@次啟程將沒(méi)有回頭路——永久性地移民到那塵埃遍布的星球上，每隔一年就會(huì)有新的移民者來(lái)到這里，從而讓火星基地社區(qū)緩慢增長(zhǎng)。

火星移民夢(mèng)靠譜嗎？

就目前人類已經(jīng)了解的宇宙，綜合距離以及人類生存環(huán)境來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是火星最適合太空移民?；鹦窍鄬?duì)來(lái)說(shuō)距離地球較近，其實(shí)距離地球最近的一個(gè)星球是月球，但是月球上沒(méi)有大氣。除月球外，金星距離地球最近，但是金星過(guò)于濃密的大氣使其大氣壓強(qiáng)是地球的90倍，約相當(dāng)于地球海洋中1000米深度處的壓強(qiáng)，而且由于被厚厚的二氧化碳大氣層覆蓋，金星表面溫度也極高。除了這兩個(gè)星球外，距離地球最近的就是火星，而且與其他行星相比，火星的環(huán)境與地球最為相似，火星上有四季、大氣和重力。

雖然火星是目前太陽(yáng)系中和地球相似度最高的一個(gè)星球，但與地球大氣不同，火星大氣含氧量非常稀薄，氣體介質(zhì)以一氧化碳和二氧化碳為主，由于大氣密度只有地球的1%，不能保存熱量，導(dǎo)致其表面溫度極低，最低溫度可達(dá)零下100攝氏度。而且由于火星上極低的氣壓，使得即便有非液態(tài)的水存在，也會(huì)從非液態(tài)直接升華變成氣態(tài)，而不可能變成地球生命最需要的液態(tài)水。正因如此，為了改造火星環(huán)境，一些科學(xué)家提出分步驟開(kāi)發(fā)火星的設(shè)想。

第一步是先讓火星這個(gè)寒冷的星球變暖。升溫的辦法之一是建化工廠、用小型核反應(yīng)爐發(fā)電，釋放溫室氣體，在火星表面形成保護(hù)層，以阻止熱量逃散。為了讓火星恢復(fù)溫暖，有人還考慮在火星軌道上裝置大鏡子，彼此相隔大約90千米之遠(yuǎn)，反射陽(yáng)光讓火星南極的冰凍物質(zhì)融化，并在火星表面上制造溫室氣體。這樣，火星平均溫度就會(huì)高于水的冰點(diǎn)，有利于種植植物的生長(zhǎng)，而植物的蔓延生長(zhǎng)又可以制造氧氣。完成這一步的時(shí)間，大概需要150年左右的時(shí)間。

第二步是釋放火星土壤中的大氣。現(xiàn)在的火星上只有稀薄的大氣，但在30億年前，火星的表面包圍著厚厚的二氧化碳大氣層。由于火星變冷，大部分二氧化碳都被土壤吸收并冷凍起來(lái)。當(dāng)人類完成改造火星第一步后，溫暖的氣候?qū)⑹惯@些二氧化碳釋放出來(lái)。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℃，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。據(jù)估算，大概有200年的時(shí)間，火星表面將擁有0.1個(gè)大氣壓的二氧化碳。

第三步是種植植物。隨著土壤中二氧化碳的不斷釋放，大概有250年的時(shí)間，火星上的大氣含量將達(dá)到0.21個(gè)大氣壓，相當(dāng)于地球的五分之一，其中大部分是二氧化碳。此時(shí)的火星居民不用穿太空服就可以走出戶外，當(dāng)然他們還需要氧氣袋。普通飛機(jī)可以在火星上起降，人們還將建設(shè)一個(gè)帶有穹頂?shù)姆忾]型城市。一旦火星赤道附近的溫度長(zhǎng)年保持在0℃以上，火星上就可以有穩(wěn)定的液態(tài)水供應(yīng)。

第四步是收獲氧氣。植物的生長(zhǎng)，意味著氧氣的產(chǎn)生，光合作用使二氧化碳逐漸變成氧氣。為了加快制造氧氣的速度，火星居民將大規(guī)模種植各種植物，并小心處理各種垃圾，因?yàn)槔瘮?huì)制造大量二氧化碳。要使火星植物釋放出足夠人類自由呼吸的氧氣，大概需要1000年。在這1000年里，火星居民要不停地種植、收獲，努力“生產(chǎn)”更多的氧氣。

火星移民困難重重

正當(dāng)“火星一號(hào)”基金會(huì)的火星移民計(jì)劃在網(wǎng)民和媒體中間受到熱議和追捧時(shí)，一些專家卻在一旁潑起了冷水。美國(guó)宇航局官員、火星探測(cè)器“好奇號(hào)”飛行項(xiàng)目主管托斯特·佐恩斥責(zé)“火星移民”計(jì)劃很不負(fù)責(zé)任?！氨局鴮?duì)生命負(fù)責(zé)的態(tài)度，科學(xué)家首先要確保這是一個(gè)能夠自由往返的旅行。如果不能適應(yīng)火星生存，至少志愿者應(yīng)該有要求返回的權(quán)利?！?/p>

在美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室工作多年的路易斯·弗里德曼說(shuō)：“這就是一場(chǎng)赤裸裸的商業(yè)秀。他們能通過(guò)電視秀播出得到很多廣告的話，也許可以賺到錢。但如果靠這些錢就能把人送去火星定居，我會(huì)感到吃驚。而且，看起來(lái)，火星上的移民能活多久，是由他們能籌到多少錢決定的?！睂＜覀兤毡檎J(rèn)為，隨著時(shí)間的推移，進(jìn)行火星移民的可能性會(huì)越來(lái)越高，但這還是一個(gè)比較遙遠(yuǎn)的事情?？紤]到載人飛往火星和返回地球的絕對(duì)安全性，當(dāng)前尚需亟待突破下列技術(shù)難題。

第一個(gè)難題就是研制出大推力的重型火箭。只有把載人火星飛船成功送入地火轉(zhuǎn)移軌道，火星移民便離成功近了一步。鑒于在火星上制造氧氣和火箭燃料尚無(wú)直接經(jīng)驗(yàn)，載人飛船必須攜帶往返飛行和滯留火星期間所需的全部物資，因而其總重必然大于45噸的阿波羅登月飛船。這樣一來(lái)，如果是從地面直接發(fā)射，需要研制比土星5號(hào)火箭推力還要大的運(yùn)載火箭。如果是近地軌道發(fā)射，目前的最大載重30噸的航天飛機(jī)亦難勝任，何況2010年前該機(jī)將停止飛行；如果是送到空間站上組裝后發(fā)射，30年后現(xiàn)在建設(shè)的國(guó)際空間站業(yè)已報(bào)廢，需要建設(shè)新的大型空間站和運(yùn)送部件的航天器；如果是從月球上發(fā)射，需要在2015年或2020年開(kāi)始建設(shè)月球基地，使其能夠承擔(dān)組裝和發(fā)射飛船的任務(wù)。以上幾種技術(shù)途徑，無(wú)論選擇哪一種，其工作艱巨性都是空前的。

其次是載人飛船安全著陸難題。飛船著陸艙從離軌到登陸火星過(guò)程中，因?yàn)椴荒苡傻孛嬷笓]中心進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，故而要求自動(dòng)控制裝置工作必須絕對(duì)可靠，降落傘面積要足夠大，制動(dòng)火箭性能非常穩(wěn)定，還要防止火星風(fēng)暴的干擾。著陸艙擬分下降段和上升段，下降段落地時(shí)要有緩沖裝置，上升段需要帶升空火箭。宇航員完成考察任務(wù)后，將乘上升段飛行到軌道上與飛船對(duì)接，再返回地球。解決這些難題要比解決無(wú)人航天器軟著陸火星困難得多。

再次是返回地球難題。飛船從環(huán)繞火星軌道轉(zhuǎn)移到奔向地球的霍曼軌道，同樣需要把握出發(fā)時(shí)機(jī)，其制導(dǎo)系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)工作必須穩(wěn)定可靠。在返回地球飛行過(guò)程中，飛船要及時(shí)接收地球指揮中心的遙控指令，適時(shí)調(diào)整姿態(tài)并保持正確航向。當(dāng)飛船進(jìn)入地球軌道后，要與地球指揮中心相配合，準(zhǔn)時(shí)釋放返回艙。宇航員將乘坐返回艙，完成從離軌到著陸的回收任務(wù)，這就要求返回艙攜帶的控制和通訊設(shè)備、降落傘和制動(dòng)火箭在440天之后，工作性能仍處于良好狀態(tài)。顯而易見(jiàn)，這比對(duì)近地軌道載人飛船和登月載人飛船的回收要求更為嚴(yán)格，研制這些設(shè)備遇到的問(wèn)題也更為復(fù)雜。

然而即使研制出重型火箭，火星移民的道路依然充滿艱辛。乘坐普通的飛船從地球到火星往返至少要520天，這么長(zhǎng)的飛行時(shí)間就會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題。

第一是心理問(wèn)題。因?yàn)榧词寡兄瞥鲋匦突鸺?，飛船的體積也不可能無(wú)限擴(kuò)大，飛行乘組的幾個(gè)人要在狹小的飛船空間里度過(guò)500多天，必然會(huì)產(chǎn)生心理問(wèn)題。

第二是輻射問(wèn)題。眾所周知，地球強(qiáng)大的磁場(chǎng)是保護(hù)人類免遭外太空各種致命輻射的生死屏障，因此當(dāng)飛行器在地球軌道飛行時(shí)，地球磁場(chǎng)能夠?yàn)槠淦帘蔚舸罅枯椛?，但是如果長(zhǎng)時(shí)間在宇宙空間飛行，遠(yuǎn)離地球，就會(huì)面臨很嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。科學(xué)家曾經(jīng)考慮采取被動(dòng)防御輻射和主動(dòng)防御輻射。被動(dòng)防御輻射就是加厚飛船的艙壁，但這樣做又會(huì)加重運(yùn)載負(fù)擔(dān)。主動(dòng)防御輻射就是通過(guò)技術(shù)在飛船周圍產(chǎn)生人工強(qiáng)磁場(chǎng)，使射向飛船的輻射粒子偏離，但是這種方法在技術(shù)上又太復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。所以，對(duì)于防輻射屏蔽技術(shù)還需進(jìn)一步攻關(guān)。

第三是失重問(wèn)題。長(zhǎng)期在太空飛行，人體一直處于失重狀態(tài)會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生很大影響，造成肌肉萎縮、骨骼脫鈣、心血管受損等。科學(xué)家曾設(shè)想通過(guò)人造重力減輕長(zhǎng)期失重對(duì)身體的影響，但是也由于技術(shù)復(fù)雜、成本高昂難以實(shí)施。

針對(duì)這些難題，科學(xué)家已經(jīng)想出了幾個(gè)解決的方法。

由于長(zhǎng)時(shí)間的宇宙航行意味著航天員要承受更多宇宙射線的輻射，伴隨心理和生理上的問(wèn)題，因此要實(shí)現(xiàn)太空移民最根本的方法就需要盡量縮短宇宙航行的時(shí)間，即研制出全新的推進(jìn)系統(tǒng)。為此，科學(xué)家已提出采用核動(dòng)力火箭或可變比沖磁等離子體火箭等代替常規(guī)火箭發(fā)射飛船。可變比沖磁等離子體火箭是利用無(wú)線電波電離加熱推進(jìn)劑，并用磁場(chǎng)加速產(chǎn)生的等離子體產(chǎn)生推力，它功率大、推力大、比沖高。一旦該火箭研制成功，利用其發(fā)射飛船，飛船只需一個(gè)月左右的時(shí)間就可以抵達(dá)火星，但是目前看來(lái)這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度非常大。

因此現(xiàn)在核動(dòng)力火箭的呼聲比較高，一些大國(guó)包括美國(guó)、俄羅斯在內(nèi)都將研究重心放在了核動(dòng)力火箭身上。用核動(dòng)力火箭發(fā)射飛船速度很快，可以大大減少飛船飛向火星的時(shí)間，利用目前的化學(xué)火箭發(fā)射飛船需要8個(gè)月左右的時(shí)間到達(dá)火星，而利用核動(dòng)力火箭發(fā)射飛船則只需2個(gè)月甚至更短的時(shí)間抵達(dá)。

此前，美國(guó)的“普羅米修斯計(jì)劃”曾打算研制核動(dòng)力飛船，但是核動(dòng)力飛船會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的核輻射，相當(dāng)于航天員每天拍8次X光片。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)難以解決這一問(wèn)題，因此該計(jì)劃被擱淺，現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展，核輻射的問(wèn)題有可能得以解決。因此目前來(lái)看，核動(dòng)力火箭以及核動(dòng)力飛船，是人類到達(dá)火星或其他遙遠(yuǎn)類地行星的一個(gè)捷徑。美國(guó)科學(xué)家稱，太陽(yáng)和其他恒星的動(dòng)力源——核聚變，將來(lái)可用于助推火箭，使宇航員最快能夠在30天內(nèi)往返火星。當(dāng)然如果想大規(guī)模的移民還需要研制出更先進(jìn)、成本更低、速度更快的運(yùn)輸系統(tǒng)，只有有了這樣的運(yùn)輸系統(tǒng)，太空移民才可能實(shí)現(xiàn)。

此外，科學(xué)家還提出可以先載人登陸小行星，然后以小行星作為中轉(zhuǎn)站，再登陸火星。雖然小行星上可能有水和礦藏，可以作為太空移民的中轉(zhuǎn)站，但是它與地球的距離較遠(yuǎn)，因此，最近美國(guó)計(jì)劃在今后10年內(nèi)捕獲一顆小行星，把它移動(dòng)至近月球軌道，這也是人類為了登陸火星進(jìn)行的一種嘗試。

總之，人類火星移民甚至遨游宇宙是遲早的事，但在當(dāng)下點(diǎn)燃地球人移民火星的激情似乎操之過(guò)急，因?yàn)楫?dāng)前的科技力量只能把機(jī)器人送去探險(xiǎn)，人類自己不了解也不適應(yīng)火星的具體環(huán)境。換言之，所謂的海選“火星人”只具有象征意義，是讓報(bào)名者花錢買一個(gè)逃離地球的夢(mèng)想而已，它現(xiàn)在不可能真正實(shí)現(xiàn)。換言之，雖然理論上人人都可能成為“火星人”，但我們終老此生還是地球人的可能性更大。在仰望星空的同時(shí)，更需要腳踏實(shí)地，努力改善自己生活的環(huán)境和制度，這遠(yuǎn)比逃離地球的夢(mèng)想更值得努力，這會(huì)讓子孫受益，也讓他們更有可能登陸火星。