在美國(guó)“毅力號(hào)”和中國(guó)“祝融號(hào)”火星車先后登陸火星后，火星探索又迎來一波熱潮。然而，目前的火星探索仍停留在探測(cè)器時(shí)代，人類什么時(shí)候才能抵達(dá)火星呢?億萬(wàn)富翁埃隆?馬斯克 (Elon Musk) 的目標(biāo)是最快在 2026 年將人類送往火星。彭博社發(fā)文稱，這可能是迄今為止最危險(xiǎn)的人類探索行動(dòng)，可謂九死一生。
以下是綜合分析：
1969 年，美國(guó)宇航員尼爾?阿姆斯特朗 (Neil Armstrong) 邁出了“人類的一大步”，成為第一個(gè)踏上月球的太空人。半個(gè)多世紀(jì)后，另外一場(chǎng)太空競(jìng)賽正在升溫。這一次，孕育著地球人希望的新邊疆是火星。
北京時(shí)間 2021 年 2 月 19 日，美國(guó)宇航局 (NASA) 的“毅力號(hào)”成功登陸火星杰澤羅隕石坑，成為第五輛成功登陸火星的火星車。接近三個(gè)月后的 5 月 15 日，中國(guó)“天問一號(hào)”火星探測(cè)器搭載著“祝融號(hào)”火星車成功在火星烏托邦平原著陸，首次成功執(zhí)行火星著陸任務(wù)，也成為繼美國(guó)后第二個(gè)成功登陸火星的國(guó)家。
問題是，人類何時(shí)才能跟上探測(cè)器的腳步，登上火星呢?過去幾十年的無人登陸火星任務(wù)已經(jīng)傳回了大量信息，包括火星上存在水冰，這更加令人相信人類是有可能登上火星的。但是有多快?我們準(zhǔn)備好了嗎?
馬斯克要在 2026 年登陸火星
NASA 計(jì)劃在本世紀(jì) 30 年代的某個(gè)時(shí)候?qū)⑷祟愃屯鹦?。阿?lián)酋的“希望號(hào)”火星探測(cè)器目前正在環(huán)繞火星飛行，該國(guó)正在宣傳其制定的 100 年殖民火星計(jì)劃。盡管中國(guó)稱將人類送往火星是其長(zhǎng)期目標(biāo)，但是急于體驗(yàn)火星生活的人可以去戈壁沙漠的火星模擬基地提前感覺一下。
在所有火星登陸計(jì)劃中，最具野心的可能就是億萬(wàn)富翁馬斯克了。這位 SpaceX 創(chuàng)始人想要在這個(gè)十年 (2020 至 2029 年) 內(nèi)將人類送往火星。馬斯克在去年接受采訪時(shí)稱，他有信心在 2026 年執(zhí)行載人登陸火星任務(wù)。然而，許多科學(xué)家警告稱，深空跋涉要面對(duì)許多未知問題。馬斯克也承認(rèn)這一風(fēng)險(xiǎn)，表示“很難在那邊滑雪橇”。
上周末，馬斯克在回應(yīng)網(wǎng)友的“大過濾理論”(Great Filter) 時(shí)稱：“成為多星球物種是最好的過濾器之一。只有現(xiàn)在，也就是地球誕生 45 億年后，是有這種可能的。這個(gè)登陸火星的窗口能夠開多長(zhǎng)時(shí)間不確定，可能很長(zhǎng)，也可能不是。為了以防是后者，我們應(yīng)該現(xiàn)在就得行動(dòng)。”“大過濾理論”認(rèn)為，文明越先進(jìn)，自我毀滅的可能性就越大。
馬斯克的推文
“老實(shí)說，一開始可能會(huì)有一群人死去。”馬斯克在接受 X Prize 基金會(huì)創(chuàng)始人彼得?迪曼蒂斯 (Peter Diamandis) 采訪時(shí)稱。
長(zhǎng)途跋涉
“阿波羅”登月計(jì)劃的宇航員在幾天之內(nèi)就能飛抵月球，但是前往火星需要花費(fèi) 6 個(gè)月至 9 個(gè)月時(shí)間。
由于地球和火星運(yùn)行的都是橢圓形軌道，所以它們之間的距離是不斷變化的，介于 3500 萬(wàn)英里 (約合 5633 萬(wàn)公里) 至 2.49 億英里 (4.01 億公里) 之間。太空旅行的最佳時(shí)間點(diǎn)是火星和地球?qū)R時(shí)，但是這個(gè)窗口很小，這讓登陸任務(wù)變得更棘手。
澳大利亞弗林德斯大學(xué)副教授、太空產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)顧問委員會(huì)成員愛麗絲?戈?duì)柭?(Alice Gorman) 指出，在探索月球時(shí)，始終存在從地球或者中繼太空站提供營(yíng)救、補(bǔ)給品的可能，“但是在火星上沒有這種可能”。
致命性太陽(yáng)耀斑
同時(shí)，長(zhǎng)途跋涉會(huì)導(dǎo)致人類暴露在太陽(yáng)耀斑之下，這是太空旅行中最恐怖的現(xiàn)象之一。太陽(yáng)耀斑是太陽(yáng)系中最強(qiáng)大的爆炸類型，一次爆發(fā)產(chǎn)生的沖擊波相當(dāng)于 1 億顆氫彈爆炸。地球上的磁場(chǎng)可以保護(hù)在軌道上的宇航員，但是深空旅行者在遇到這種輻射后存活時(shí)間不會(huì)超過幾天。
“這是非常可怕的死亡方式。”倫敦威斯敏斯特大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、天體生物學(xué)專家劉易斯?達(dá)特內(nèi)爾 (Lewis Dartnell) 表示，他從事與火星生命有關(guān)的研究。
“阿波羅”登月計(jì)劃就沒有遇到這個(gè)問題，因?yàn)樗梢宰プC(jī)會(huì)在避開太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)時(shí)執(zhí)行為期幾天的登月任務(wù)。然而，登陸火星需要在太空中長(zhǎng)途跋涉幾個(gè)月時(shí)間，有可能會(huì)碰上太陽(yáng)耀斑。
達(dá)特內(nèi)爾稱，如果位置得當(dāng)，飛船上自帶的水箱可作為防護(hù)罩。一旦發(fā)生太陽(yáng)耀斑，宇航員可以撤回到由水箱環(huán)繞的飛船版“戰(zhàn)栗空間”。但問題是如何偵測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)，尤其是背對(duì)地球的另一面。“我們?nèi)绾尾拍芴岣咛仗鞖忸A(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，讓它準(zhǔn)確到足以向宇航員發(fā)出通知?”他問道，“我們的現(xiàn)有能力不足以從不同角度觀察太陽(yáng)以追蹤太陽(yáng)風(fēng)暴。”
沙塵暴
輻射也是火星旅途中需要解決的一個(gè)問題。火星大氣層要比地球稀薄得多，沒有地球的磁氣圈，所以人類在火星表面會(huì)面臨暴露在太陽(yáng)和宇宙輻射的風(fēng)險(xiǎn)。而且，密歇根大學(xué)教授尼爾頓?雷諾 (Nilton Renno) 還指出，火星表面大部分是塵埃，巨大風(fēng)暴會(huì)產(chǎn)生遮擋太陽(yáng)的塵埃云。
雷諾解釋稱，在遭遇這種風(fēng)暴時(shí)，火星表面就像半夜一樣，會(huì)持續(xù)兩個(gè)月。“如果你在那里使用太陽(yáng)能電池板供電，你很可能活不下來。你沒有足夠的能源保持溫暖。”他表示。
香港大學(xué)研究火星宜居性的副教授約瑟夫?邁克爾斯基 (Joseph Michalski) 表示，一個(gè)解決方案就是使用火星塵埃來保護(hù)自己，在避難所里內(nèi)襯填滿火星土壤的沙袋，可以屏蔽輻射。人類或許還可以返回洞穴居住的本源，在火星上的眾多熔巖洞里中找到臨時(shí)避難所。這些熔巖洞是在遠(yuǎn)古時(shí)代遺留下來的，那時(shí)火星上還有火山噴發(fā)活動(dòng)。
食物、水和氧氣
在 2015 年的好萊塢賣座電影《火星救援》中，馬特?達(dá)蒙 (Matt Damon) 扮演的宇航員陷入困境，利用他自己的糞便給火星土壤施肥，成功種出了土豆。
相比之下，內(nèi)華達(dá)大學(xué)副教授伊麗莎白?豪斯沙特 (Elisabeth Hausrath) 在火星上從事耕種的野心要小得多。過去一年半，NASA 一直支持她在模擬火星條件下種植雪生藻類上的研究。雪生藻類在內(nèi)華達(dá)沙漠以及地球上其他高海拔、低養(yǎng)分環(huán)境中很常見。
“它們的長(zhǎng)勢(shì)不錯(cuò)。”她表示。這個(gè)想法的初衷是，藻類或許能夠在由柔性材料制成的溫室中成長(zhǎng)，該柔性材料和太空服使用的材料類似。在這種條件下種植海藻不但能夠創(chuàng)造食物來源，還能制造氧氣。目前，這一研究仍處于初級(jí)階段。
科學(xué)家們?nèi)孕枰鉀Q人類如何獲得在火星上生存所需要的足夠的水。美國(guó)西南研究院行星地質(zhì)學(xué)家維多利亞?漢密爾頓 (Victoria Hamilton) 表示，火星上確實(shí)有一些地下冰或許可以轉(zhuǎn)化為水資源，未來的火星任務(wù)需要使用雷達(dá)來繪制它的分布圖。“一旦你知道冰的位置，這里可能就是你派人登陸火星的地方。”她表示。
如何返回地球?
除非你只想有去無回，否則登陸火星的人類需要乘坐火箭返回地球。邁克爾斯基稱，如何找到燃料驅(qū)動(dòng)飛船返回太空將是準(zhǔn)火星探索者面臨的最大技術(shù)障礙。
“我們不能自己攜帶返程燃料，”他表示，“它太重了。”
一個(gè)潛在解決方案是，利用火星上的資源來制造燃料。首先，用電把水從地下冰和含水巖石中分離出來，然后把氫氣和氧氣混合在一起制造火箭燃料。
樂觀派認(rèn)為，科學(xué)家遲早會(huì)解決這些問題。
“當(dāng)前，它肯定不是我們能夠生活的地方，”阿聯(lián)酋穆罕默德?本?拉希德航天中心火星 2117 計(jì)劃經(jīng)理阿德南?阿爾亞斯 (Adnan AlRais) 表示，“但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來 50 年至 100 年后的答案可能就不一樣了。”
