李忠東

以前的科幻電影描述的是幾十年或幾百年后的故事，

但現(xiàn)在的科幻電影仿佛說的就是幾年后的現(xiàn)實。

《火星救援》講述了一個如同“魯濱遜漂流記”的故事：美國宇航員馬克·沃特尼由于一場沙塵暴和他的團隊失去了聯(lián)系，孤身一人留在火星，最后想方設(shè)法終于回到了地球。影片以科學(xué)知識為軸，以火星為支點，以好萊塢為筆，畫下了一個讓人浮想聯(lián)翩的圓。

火星真的“火”

火星是太陽系八大行星之一，屬于類地行星。它的直徑約為地球的53%，自轉(zhuǎn)軸傾角和自轉(zhuǎn)周期均與地球相近，公轉(zhuǎn)時間約為地球的兩倍。在西方，火星被稱為“戰(zhàn)神瑪爾斯”，而我國古人則稱其為“熒惑”（這也是我國第一顆火星探測器取名“螢火一號”的原因）。

人類對于火星的探索已經(jīng)進行了數(shù)十年，共計42次探測。NASA自上世紀(jì)60年代開始探索火星以來，在半個世紀(jì)里共向火星發(fā)射了大約20顆探測器。1965年7月，“水手4號”探測器首次飛掠火星，向地球傳回了火星特寫圖片。如今，美國“好奇號”和“機遇號”火星探測車仍在火星表面探索，并不斷發(fā)回各類新數(shù)據(jù)。

從1962年蘇聯(lián)火星1號探測器試圖飛越火星開始，到各種描繪火星的科幻電影相繼而出，再到NASA制定的2030年之后載人登陸火星計劃的發(fā)布，人類在探索火星的道路上走過了艱難，走出了不凡，今后還將面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。火星已成為除地球之外，人類認識程度最高的行星，甚至勝過已經(jīng)登陸過的月球。

水的意義

限于航天運輸能力，除了“旅行者一號”，目前還沒有人造物體能夠飛出太陽系。而在太陽系內(nèi)，只有火星的自然環(huán)境與地球最相似，它是人類移居外星球的首選目標(biāo)。

2008年7月31日，NASA“鳳凰號”火星探測器在火星上加熱土壤樣本時，鑒別出有水蒸氣產(chǎn)生。2013年3月初，NASA“好奇號”火星探測車找到了火星巖石中存在含水礦物質(zhì)的可靠證據(jù)。2013年12月9日，NASA公布了“好奇號”拍攝到的火星蓋爾環(huán)形山圖片，科學(xué)儀器進行的勘探表明有水的可能性非常大。2015年9月28日，NASA宣布在火星表面發(fā)現(xiàn)液態(tài)水活動的“強有力”證據(jù)?？茖W(xué)家表示，在火星上，不僅僅是兩極有已凝固成冰的水，在特定條件下，暖和季節(jié)還會出現(xiàn)流動的液態(tài)水。

最新證據(jù)表明，此前在火星火山口坑壁觀察到的神秘暗色條紋，可能與間歇性出現(xiàn)的液態(tài)水體有關(guān)。來自NASA衛(wèi)星的數(shù)據(jù)證明，這些出現(xiàn)在坑壁上的暗色條紋，可能是含鹽水體沉積過程產(chǎn)生的結(jié)果。尤為關(guān)鍵的是，這種含鹽水體能夠改變火星表面水體的冰點與沸點，從而使得液態(tài)水體在火星地表的存在成為可能。

火星與地球的距離，以及它的形態(tài)，已經(jīng)是事實存在，如果我們還能確認有水存在，那么無論對尋找外星生命，還是人類移民火星，都具有不同凡響的意義。液態(tài)水的存在確保了生物生存的可能，還能為將來的宇航員登陸提供資源，創(chuàng)造生存條件，同時為以后的移民做鋪墊。

當(dāng)然，“液態(tài)水”帶來的巨大社會影響更加不可忽視，也許所有的火星探測和登陸計劃都會因此而發(fā)生改變，并引發(fā)全人類對火星探索開發(fā)的瘋狂熱潮。

靠譜的登陸火星計劃

就在被譽為2015年度最佳科幻電影的《火星救援》火爆放映的同時，NASA公布了一份人類登陸火星的報告，詳細介紹了行動計劃。在這份長達36頁、名為《NASA的火星之旅：開拓太空探索下一步》的報告中，NASA宣稱人類不僅要在這顆紅色星球上登陸，還要在那里生活數(shù)年，并最終建立殖民地。

報告并沒有設(shè)定登陸火星的具體日期，但宇航局局長查爾斯·博爾登在聲明中說，美國“比歷史上任何時候都要接近將宇航員送上火星”。具體怎么操作呢？NASA將登陸火星分為了三個階段。

第一階段為“依賴地球”，主要工作集中在國際太空站進行，其中包括人類健康和行為研究、高速通信技術(shù)測試、先進防火安全設(shè)備測試、下一代太空服的技術(shù)測試、3D打印技術(shù)測試，以及類似種植食物和循環(huán)利用水的生命支持系統(tǒng)等。

第二階段叫做“試驗場”，主要工作大都在數(shù)日即可返回地球的地月空間進行。NASA計劃在數(shù)年后開展一系列地月空間載人航天任務(wù)，為后續(xù)的火星任務(wù)做準(zhǔn)備。例如，于2018年在復(fù)雜的深空環(huán)境中，利用大推力運載火箭發(fā)射新一代載人飛船“獵戶座”。以及在2020年發(fā)射無人航天器，從一顆小行星表面采集巨石，挪至月球附近供人研究，并測試深空環(huán)境居住設(shè)施等。

第三階段被稱為“獨立地球”，這將完成針對火星鄰近區(qū)域，包括火星衛(wèi)星的各類任務(wù)，以便最終登陸火星。該計劃的目標(biāo)，是保證宇航員能夠在火星表面棲息地和運輸飛船中，生活并工作數(shù)年，利用火星資源制造燃料、水、氧氣和建筑材料，并能夠借助先進的通信技術(shù)設(shè)備，將科研數(shù)據(jù)和結(jié)果傳回地球，且將延遲時間控制在20分鐘以內(nèi)。根據(jù)報告顯示，NASA把這一階段的具體實驗時間定為2030年之后。

與此同時，NASA也開始探討地月空間載人航天任務(wù)，并將此作為載人探索火星整體戰(zhàn)略“試驗場”階段的一部分。該任務(wù)是當(dāng)前“依賴地球”階段和遠期“獨立地球”階段之間的過渡，在將人類送往火星之前測試技術(shù)并獲取經(jīng)驗。NASA約翰遜航天中心發(fā)展項目辦公室主管斯基普·哈特菲爾德稱，這些任務(wù)擁有一個同樣的關(guān)鍵目標(biāo)——測試可用于火星探索的居住艙和相關(guān)系統(tǒng)。

終極挑戰(zhàn)

在NASA的報告中，除了給予人們美好的藍圖外，也提出了諸如身體健康、運輸物資和太空作業(yè)等登陸火星后人類還將面臨的諸多挑戰(zhàn)。事實上，除了一些技術(shù)難題外，科學(xué)家認為最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)還是如何在長達1100天的長期任務(wù)中確保人員安全。前往火星的宇航員會長期生活在微重力條件下，這會增加骨質(zhì)疏松、肌肉萎縮、視力降低等風(fēng)險，而高輻射還會降低免疫力、提高患癌幾率。

在運輸物資方面，飛船入軌后再降落將是一大挑戰(zhàn)。2012年，重約一噸的“好奇號”火星車在降落的最后階段，采用的是火箭推進式“空中吊車”，用纜索吊著緩緩降下的。如果人類登陸仍使用這種方式，那飛船的重量需要達到20～30噸。而在返回地球時，運輸工具則需要先把宇航員從火星表面送入火星軌道，這又是一項艱巨的任務(wù)。

終極疑問

或許很多人都在想，火星究竟有多大的魅力，能讓這么多人為之前赴后繼，披荊斬棘。在NASA看來，探索火星的意義和價值，最顯見的就是有

可能幫助我們探尋人類的生命起源等本真問題。

NASA指出，雖然登陸火星面臨重重挑戰(zhàn)，但這些問題都是“可以解決”的，絲毫動搖不了他們推動登陸火星計劃的堅定決心。正如《火星救援》中的馬克·沃特尼那樣，在處境十分艱難的環(huán)境里，精密計算出怎樣最大限度地利用在這顆干旱星球上的時間，準(zhǔn)確籌劃如何使手頭上所有的材料物盡其用，以等到4年后下次火星任務(wù)的到來。NASA還在其報告中強調(diào)：“在太空生活和工作需要面對風(fēng)險，而火星之旅值得冒險，這是一個可以達到的目標(biāo)?！?/p>

為了能夠登陸火星，NASA正在進行全面的準(zhǔn)備，他們目前正致力于開發(fā)規(guī)?？涨褒嫶蟮幕鸺到y(tǒng)，各路子系統(tǒng)也都進入了關(guān)鍵的測試階段。近日，NASA甚至還公布了打造全新火箭隔熱罩的計劃，靠它確保宇航員進入火星大氣層時的安全。人們完全有理由期待，《火星救援》有望從科幻電影變成“登陸火星”的前瞻紀(jì)錄片。

最后，讓我們用NASA提出的四個問題作為本文的結(jié)尾，火星是否曾經(jīng)存在微生物生命？火星是否有一天能夠成為人類的家園？宇宙其他地方是否存在生命，地球上的生命如何起源？關(guān)于地球的過去、現(xiàn)在和未來，火星能夠告訴我們什么？