地球生命的火星之旅

2009年10月，我國首個(gè)火星探測器“螢火一號”，在哈薩克斯坦的拜科努爾航天發(fā)射中心升空。這是繼載人航天、“嫦娥”探月后，我國航天航空領(lǐng)域的又一壯舉。火星，這一擁有和地球最接近的環(huán)境，很可能存在著水甚至生命的星球，又一次引起了世人的關(guān)注。

“螢火一號”

因?yàn)榛鹦窃谖覈糯环Q為“熒惑”，所以我們的第一顆火星探測器取其諧音，被命名為“螢火一號”。她的長和寬均為75厘米，高為60厘米，體重110千克，使用壽命兩年。之所以選擇在今年10月發(fā)射，是因?yàn)榇藭r(shí)火星離地球最近，而下一個(gè)這樣的發(fā)射時(shí)機(jī)的出現(xiàn)要再等上兩年。與“螢火二號”一同上天的還有俄羅斯的火衛(wèi)一土壤探測器“福布斯一格朗特”號，它們在2009年9月完成了對接試驗(yàn)。升空后它們將一同用10個(gè)月的時(shí)間飛行3.5億千米：到明年8月，它們將在太空分離。此后，“螢火一號”探測器將獨(dú)自進(jìn)入距離火星最近距離800千米、最遠(yuǎn)距離80000千米的大橢圓形軌道，展開78.5米長的太陽能帆板，正式開始履行探測火星的使命。

火星上到底有沒有水，一直是歷次火星探測的重點(diǎn)之一。此前，由美國發(fā)射的著陸探測器“勇氣號”、“機(jī)遇號”和“鳳凰號”都在火星上面發(fā)現(xiàn)了水的痕跡，但是都沒能直接發(fā)現(xiàn)水的存在。此次“螢火一號”的一個(gè)重要任務(wù)，也是探測和研究火星表面水的消失機(jī)制，探尋火星上到底有無生命跡象的存在。

探測火星談何容易

截至2008年，人類共發(fā)射了38個(gè)火星探測器，成功的只有20個(gè)。尤其在火星探測的初期，有三分之二的探測器都以失敗告終。正因?yàn)槿绱?，在航天領(lǐng)域，火星有了“航天器墳?zāi)埂钡膭e名。“螢火一號”面臨的最大挑戰(zhàn)。是零下200℃的嚴(yán)寒有可能將它的部件“凍死”。

專家預(yù)計(jì)，

“螢火一號”到達(dá)火星軌道兩個(gè)月后，將遭遇七次長時(shí)間處于火星陰影之中的考驗(yàn)，其中最長一次將達(dá)8個(gè)多小時(shí)。那時(shí)，探測器的太陽能帆板將接收不到來自太陽的能量，維持運(yùn)行只能靠蓄電池。為了保存能量，必須使部分部件休眠，待飛出火星陰影后，再通過加電將部件喚醒。而“螢火一號”休眠期間的周圍溫度為零下200℃左右，一旦探測器的部件被“凍死”，再加電也無法喚醒它了。為此，“螢火一號”曾在零下260℃的模擬火星環(huán)境中進(jìn)行了專門試驗(yàn)，休眠了8.8小時(shí)后，整個(gè)探測器被喚醒并正常工作。

與“螢火一號”一同奔向火星的俄羅斯“福布斯一格朗特”號探測器，執(zhí)行的是名為“火衛(wèi)一土壤”的探測項(xiàng)目。與“螢火一號”分離后，它將進(jìn)入環(huán)繞火星的軌道飛行數(shù)月，隨后在火星的衛(wèi)星“火衛(wèi)一”上著陸；并搜集火衛(wèi)一上的土壤樣本，再飛回地球。如果一切順利，它采集的土壤樣本將成為人類自上世紀(jì)70年代登月以后，首次帶回地球的外星土壤樣本。

“福布斯一格朗特”號探測器。之所以引起世人的極大關(guān)注和興趣，不僅因?yàn)樗鼘⑦M(jìn)行的是一次地球與火星之間的往返旅行，而且還因?yàn)樗状螖y帶了地球生命。科學(xué)家把他們所選擇的地球上較低級生命形式的樣本，封存在一個(gè)直徑為3英寸的鈦制容器內(nèi)，并將這些生命送入星際太空，作一次為期34個(gè)月的火星之旅。

在環(huán)繞地球的低軌道運(yùn)行中，生物體受到了地球的強(qiáng)大磁場的保護(hù)；地球磁場能使宇宙射線和太陽的最為強(qiáng)烈的輻射轉(zhuǎn)向。因此，不可能利用在距地球僅數(shù)百千米的軌道中運(yùn)行的國際空間站或航天飛機(jī)，來驗(yàn)證細(xì)菌和其他生物體能否在星際太空生存。但是，如果把它們帶到火星又帶回來，科學(xué)家將會(huì)看到他們的樣本是否有足夠頑強(qiáng)的生命力，能經(jīng)受住深太空可能有的強(qiáng)烈輻射。

我們是火星人嗎

被攜帶的首批地球生命，包括以耐輻射而聞名的奇球菌，它們因?yàn)槟軌蛟趶?qiáng)輻射環(huán)境下生存而被科學(xué)家冠以“柯南細(xì)菌”的綽號；微小的緩步類動(dòng)物水熊，它們也能在溫度和壓力極端惡劣的環(huán)境下生存；地球上被研究得最多的生物體之一啤酒酵母；植物擬南芥以及多種不同的微生物。之所以選擇讓它們一起進(jìn)行此次火星之旅，意在檢驗(yàn)與單一種類的微生物相比，由相互依賴的生物體組成的一個(gè)群體，是否生命力更加頑強(qiáng)、耐輻射能力更好。按計(jì)劃，它們將于2012年返回地球。

這項(xiàng)試驗(yàn)名為“生命星際飛行試驗(yàn)”，旨在驗(yàn)證生物體能否在沒有保護(hù)的情況下在太空中長時(shí)間生存。關(guān)于地球生命起源，有人認(rèn)為。簡單的生物體能持續(xù)多年在太空中漂游而不死亡；這意味著地球上的生命有可能是從另一個(gè)星球漂浮到這里來的。這一設(shè)想引起了極大的爭議，但卻得到了最近一些發(fā)現(xiàn)的支持：細(xì)菌可以在沸水、酸性泉、核反應(yīng)堆、海底深處的火山口以及其他極端不利的環(huán)境下生存得很好。但是，還沒有證據(jù)表明細(xì)菌具有能在深太空存活數(shù)年的能力。

有科學(xué)家認(rèn)為，太陽系最早的生命可能起源于火星，隨后在隕星撞擊火星時(shí)隨著在太空中四散的碎片到達(dá)了地球。在地球上，這些簡單的類似微生物的生命開始進(jìn)化，最終演變成了動(dòng)植物和人類。換句話說，我們有可能是火星人。34個(gè)月后，當(dāng)這些被封存在鈦制容器內(nèi)的地球生命回到老家時(shí)，也許能有助于解開地球生命起源之謎。

能否把人類送上火星

火星一直是人類最向往的地方。人類目前的科技水平可能剛剛達(dá)到，也有可能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不到前往火星的載人任務(wù)所需的技術(shù)水平。因此，把人送上這顆紅色行星仍是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

航天專家最近的評估結(jié)果顯示，執(zhí)行前往火星的載人任務(wù)，必須把質(zhì)量是國際空間站兩倍的、約800噸的物資送入太空。美國宇航局打算利用“戰(zhàn)神5”號火箭，分4至5次發(fā)射這些設(shè)備，并在繞地球飛行的軌道上將它們組裝成能飛往火星的宇宙飛船。在宇航員到達(dá)火星前，還要將盡可能多的貨物先送到那里。因?yàn)榛鹦侨蝿?wù)跟月球任務(wù)不一樣，你不能隨時(shí)返回地球，一旦他們被送往那里，有可能要在那里呆好幾年。

美國宇航局設(shè)想由6名宇航員執(zhí)行一次火星任務(wù)，其中包括指令官、科學(xué)家、工程師、醫(yī)學(xué)專家等等。他們必須知識(shí)淵博，但是各有專攻。從地球飛往火星至少需要6個(gè)月，宇航員在火星上須停留約500天；6個(gè)人在有致命風(fēng)險(xiǎn)的太空環(huán)境下呆上大約2年半時(shí)間，對執(zhí)行任務(wù)的宇航員來說，確實(shí)是個(gè)不小的心理挑戰(zhàn)。目前，俄羅斯已通過6名志愿者完成了第一階段的相關(guān)試驗(yàn)，希望能對火星任務(wù)的行為科學(xué)方面有更多了解。

宇航員見機(jī)行事對火星任務(wù)的完成非常重要，因?yàn)榈厍蚝突鹦侵g距離遙遠(yuǎn)。指令從地球傳輸?shù)交鹦巧洗蠹s需要40分鐘。而且宇航員無法再次獲得補(bǔ)給，他們只能依靠事先送到火星上的東西或隨身攜帶的東西生活。因此，當(dāng)有什么東西出現(xiàn)故障時(shí)，他們必須能修好它。

大傷腦筋的火星菜譜

火星的一大好處，就是它的大氣中有二氧化碳，因此，宇航員可利用這些資源獲得所需的氧氣和水?！懊褚允碁樘臁?，說到食品，美航天局正為火星菜譜大傷腦筋。

火星之旅的菜單應(yīng)該是這樣的：分量夠輕，營養(yǎng)豐富，美味可口，還要儲(chǔ)存時(shí)間足夠長，能歷經(jīng)長達(dá)數(shù)年的時(shí)間而不變質(zhì)。在航天飛機(jī)和國際空間站上，大受宇航員歡迎的壓縮包裝的“冷凍干燥奶酪烤通心粉”，是肯定不會(huì)再出現(xiàn)在火星任務(wù)的菜單上了。這種透明的包裝無法經(jīng)受潮濕和有氧的環(huán)境，通心粉在吃之前就會(huì)壞掉，而其他用金屬箔片包裝食物也不行——因?yàn)樗鼈兲亓恕?/p>

想想看，要一下子打包超過6570份早餐、午餐、零食和晚餐——足夠6個(gè)人吃上三年多的口糧，談何容易。即便這樣，每個(gè)宇航員每天的配給也只能是3，2磅重的食物，比美國人每天的平均食量還少了三分之一。每份食物都要有5年的保質(zhì)期。所有這些食物都要被運(yùn)到3.5億千米之外的一個(gè)餐桌上，那里連一件像樣的炊具都沒有。然而科學(xué)家并沒有對此顯出絲毫畏懼，哪怕設(shè)計(jì)一份火星菜譜是一個(gè)有待解決的科學(xué)問題。他們正在尋找更小的系統(tǒng)，設(shè)法為宇航員提供新鮮食品；這些新鮮食品不僅營養(yǎng)更豐富，而且對改善他們的心理狀態(tài)大有好處。