能往火星之路（四）

鐘建業(yè)

合作還是單干?

前不久，美國(guó)航空航天局向白宮提交了一份文件，內(nèi)容包括對(duì)下世紀(jì)初人類開發(fā)宇宙空間的前景介紹。根據(jù)起草者的計(jì)劃，第一個(gè)人類的空間居住區(qū)將會(huì)于2017年前在月球上建立。10年之后，還會(huì)將其建至火星。其發(fā)展步驟如下所述：20世紀(jì)90年代中期，美國(guó)在近地軌道上建立大型軌道空間站，用以逐步積累迄今為止美國(guó)宇航員還很缺乏的遠(yuǎn)距離飛行的經(jīng)驗(yàn)。此外，從根本上改變未來宇宙飛船的開發(fā)途徑，其明顯的特征是從火星或是它的衛(wèi)星上取材，加工成推進(jìn)系統(tǒng)的燃料。在載人飛行之前，首先要把自動(dòng)化加工場(chǎng)發(fā)送到那些擁有原料的天體之上，爾后再從中開發(fā)燃料。另外，還計(jì)劃著手研究一種類似于溫室的所謂“自給自足生物圈”。

從總體上說，這個(gè)計(jì)劃內(nèi)容廣泛且頗具吸引力。但如果美國(guó)政府有意施行這一計(jì)劃，我們也早該在對(duì)火星的探測(cè)中目睹這些大型研究項(xiàng)目的實(shí)施了。美國(guó)科學(xué)家始終在抱怨政府對(duì)航天飛機(jī)的熱情已經(jīng)燃盡了所有的預(yù)留資金，其中不僅有用于火星研究的，還有其他很多研究項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)。最近剛剛得到美國(guó)主管部門批準(zhǔn)的空間軌道站的資金，經(jīng)過一番深思熟慮之后，還是被削減掉了，其實(shí)這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施日期就一拖再拖。任何人都很清楚，如果政府集中所有的力量在星球大戰(zhàn)計(jì)劃之上，那么對(duì)月球與火星的探測(cè)就只能是海市蜃樓。目前五角大樓對(duì)軌道空間站表現(xiàn)出濃厚的興趣，正在努力扶持這一計(jì)劃以達(dá)到一系列的軍事目的。從這個(gè)意義上講，如果誰還認(rèn)為探測(cè)火星的項(xiàng)目中有多少余地的話，那他真是太天真了。

登月計(jì)劃耗費(fèi)美國(guó)政府250億美元。載人火星飛行計(jì)劃的開銷將是這個(gè)款項(xiàng)的10倍，那將是2500億美元。這筆花費(fèi)究竟算多還是算少?這就取決于當(dāng)局者的觀點(diǎn)了。此款項(xiàng)的總數(shù)可比五角大樓的年度預(yù)算要少得多?？稍捰终f回來，有一次美國(guó)航空航天局甚至湊不出區(qū)區(qū)10萬美元以支持“旅行者”號(hào)的探索計(jì)劃，最終他們還是求助于私人贊助商才使項(xiàng)目得以實(shí)施。美國(guó)著名科學(xué)家卡爾·薩根曾不無諷刺地寫道，研究哈雷彗星的經(jīng)費(fèi)等于開發(fā)一枚戰(zhàn)略導(dǎo)彈的資金。但事實(shí)則完全不是這樣，這不過是因?yàn)槟承?shí)權(quán)人物總是認(rèn)為，如果沒有導(dǎo)彈的話，美國(guó)安全將會(huì)受到嚴(yán)重威脅。

當(dāng)然，像載人火星飛行這樣的計(jì)劃，對(duì)任何國(guó)家而言都是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)，但如果能夠?qū)⑵浣⒃趪?guó)際合作的基礎(chǔ)上，則只需適當(dāng)?shù)販p少軍費(fèi)開支，那這就完全是另一碼事了。

許多美國(guó)科學(xué)家都支持在空間開發(fā)上美國(guó)和前蘇聯(lián)之間進(jìn)行更廣泛合作的觀點(diǎn)。特別是卡爾·薩根，他熱誠(chéng)倡導(dǎo)多國(guó)合作開發(fā)載人火星飛行計(jì)劃，其中包括前蘇聯(lián)和美國(guó)。

他認(rèn)為近地軌道上對(duì)載人火星飛船的組裝將會(huì)始于1992年，其時(shí)正值前蘇聯(lián)10月革命75周年及哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸500周年紀(jì)念。

在這種趨勢(shì)中，另一個(gè)新舉措就是美國(guó)將加入福博斯的合作計(jì)劃。

漫談火星蘋果樹

要是沒有陽光的話，地球上的有機(jī)物就會(huì)生長(zhǎng)得很差。那些曾由南方飛往北方的旅行者都能深深體會(huì)到這種植被的變化。例如，高大的樺樹逐漸變小，以至于在與凍土地帶接壤的地方，最終只剩下了地苔。

20世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)曾有一首歌曲這樣唱道：“宇航員和科學(xué)家們總是告訴我們火星上快長(zhǎng)出蘋果樹啦。”在幾十年前，人們就這樣夢(mèng)想過，可直到現(xiàn)在，我們才認(rèn)識(shí)到火星上的生命只可能生活在人造氣候的環(huán)境中。目前的問題是蘋果樹能否在玻璃容器中生長(zhǎng)以及它們長(zhǎng)大后會(huì)是什么樣。

火星上自然沒有蘋果樹所需要的充足的陽光，但可以用某種設(shè)施，比如鏡子使光線發(fā)生聚集，然后照射在蘋果樹上?；鹦巧嫌信c地球上相同的季節(jié)變化，只不過每個(gè)季節(jié)的持續(xù)時(shí)間都是地球的兩倍。至于蘋果樹在這么長(zhǎng)的季節(jié)里會(huì)做出何等反應(yīng)，這還很難說 。

火星的引力比地球弱，那里蘋果樹應(yīng)該有地球上的兩倍高。有可能它的樹干沒有地球上的那么粗壯，但還有可能它會(huì)像地球北部的蔓生植物一樣生長(zhǎng)。

至于火星上的工作人員，顯然，他們必須采取特殊的措施，如同那些空間軌道站上的宇航員一樣，確保身體不會(huì)過于習(xí)慣于火星上較弱的引力效應(yīng)，否則他們將很難再適應(yīng)地球的生活。也許他們必須進(jìn)行高強(qiáng)度的體育鍛煉，也許需要在食物中增加鹽分，或者用其他什么手段——總之目前還無法下定論。

在幾十年的時(shí)間里，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，前蘇聯(lián)專家們終于將生命維持系統(tǒng)構(gòu)建到宇宙飛船和軌道空間站中。如果要在火星上發(fā)展人類居住區(qū)，也類似地要把這個(gè)系統(tǒng)先移植到火星上。而西伯利亞的克拉斯諾·亞爾什克就構(gòu)建了此類系統(tǒng)。它被稱為“Bios”，其實(shí)就是一個(gè)溫室，室內(nèi)植物的生長(zhǎng)完全依靠封閉的物質(zhì)循環(huán)。經(jīng)過測(cè)試，這個(gè)系統(tǒng)也有一些改進(jìn)。早在1964年，就有第一批植物被送進(jìn)“Bios1”號(hào)中。溫室雖然只有12立方米，但是科學(xué)家們還是通過綠藻成功地獲得了全部的再生水和空氣。而后續(xù)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象將主要是谷物和蔬菜。

現(xiàn)在的“太空蔬菜園”共有3個(gè)人工氣候室。在這些暗箱里，植物完全生長(zhǎng)在人工控制的環(huán)境中。種植面積達(dá)60平方米的植物足夠?yàn)?個(gè)人的生活提供氧氣。其中一種植物就是小麥，但它并非普通的種類。氣候室中的植物生長(zhǎng)環(huán)境是很理想的，普通的谷類在那里都能長(zhǎng)到1.5米高。但我們并不需要那樣，因?yàn)樵谌绱烁叩闹参飪?nèi)，有相當(dāng)部分的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都會(huì)用于莖的生長(zhǎng)。在西伯利亞工作的科學(xué)家為“太空田”研究出一種矮小但產(chǎn)量奇高的麥種，1萬平方米的產(chǎn)量可達(dá)13噸，而且一年中能有6次收割期。另外還有多達(dá)15種的新型蔬菜，其產(chǎn)量比地球上的普通品種高出5倍～8倍。

目前，生長(zhǎng)在人工氣候室中的植物的“地球模擬飛行”有時(shí)持續(xù)6個(gè)月之久。氣候室能滿足人3／4的食品需求，可是其中不包括肉類和動(dòng)物脂肪。但用人工氣候室中的蔬菜做湯、沙拉和裝飾菜都是可以的。因此，在火星上建造一個(gè)封閉的生物系統(tǒng)是可行的。然而，并非所有的產(chǎn)物都可以再生；這也是為什么說自給自足生物圈還是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想的原因。人工氣候室不只用來滿足宇航員的需求，其生產(chǎn)和各種種植方法同樣可以滿足地球上的需求。特別是位于克拉斯諾·亞爾什克的“太空”溫室，除了達(dá)到其研究的主要目的，它也用于為頗具經(jīng)濟(jì)效益的新種谷物進(jìn)行培植和分區(qū)。在火星探測(cè)和谷類劃分之間，不只是它們之間的地理距離，好像無論從哪方面看，都相差著十萬八千里。但是目光長(zhǎng)遠(yuǎn)的人們認(rèn)為，這說明行星探測(cè)一定會(huì)對(duì)人類大有裨益，遲早它會(huì)為地球帶來很高的技術(shù)回報(bào)。早在20世紀(jì)初，現(xiàn)代空間科學(xué)的奠基人康斯坦丁·喬爾科夫斯基就曾經(jīng)預(yù)言過人類的太空飛行和行星探索。

人類向火星的飛行將成為人類文明史上探索太陽系的最重要的一步。對(duì)其技術(shù)上的可行性，我們沒有任何懷疑。但是，我們還要把目光放得更遠(yuǎn)些，并且更多地考慮一下怎樣改造火星的自然面貌。

不難想像出一個(gè)巨型光鏡系統(tǒng)，它可以大幅度地增加火星表面吸收的太陽能。那樣恒久的冰冷將由溫暖的氣候取而代之。作為“第二個(gè)地球”的火星，勢(shì)必將迎來一個(gè)燦爛輝煌的新時(shí)代。

董兆惠圖