火星移民地球人準備好了嗎？

奇云

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

火星移民開始報名

火星，遙遠而又神秘的星球，千百年來人類不斷猜想它曾經孕育了發(fā)達的文明。即便人類目前仍然沒有在火星表面發(fā)現文明的痕跡，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、太陽膨脹、彗星撞擊，人類面對著許多現實存在和想象出的毀滅性災難，這也迫使人類渴望尋找第二個家園。在火星移民“火星發(fā)燒友”中，最熱心的要算荷蘭民間機構“火星一號”基金會了。

2013年4月22日，“火星一號”基金會在紐約舉行首場火星移民推介會，宣布火星移民志愿者篩選工作正式啟動，目標是2023年實現人類火星移民，在那未知的紅色星球，拓荒、創(chuàng)造……永遠不再返回。2013年4月26日，全球第二場推介會在上海召開。據該公司CEO巴斯·蘭斯多普透露，選擇上海進行推介出于兩個原因。一是中國近年來太空探索發(fā)展迅速，二是中國人口多，這就意味著申請者多。根據該計劃的組織者介紹，美國的申請者最多，為17324人，其次是中國的10241人和英國的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，進行前往火星的單程之旅訓練，歷時達7年之久，最后由公眾投票產生前往火星的志愿者小組。

“火星一號”的移民計劃主要分為兩條線進行。一方面，是技術準備和定居點建設。在該組織網站的技術一欄顯示，2013年3月，他們已經和美國百諾肯太空發(fā)展公司簽約，后者正負責開發(fā)“火星移民”的生命支持系統和宇航服。此外，他們還將向美國的航天技術機構購置飛行器。到2016年，將進行第一次試驗發(fā)射。2018年后，火星探測器將發(fā)射升空。如果一切順利，到2021年，他們將向火星定居點運送水、氧氣、食品等物資。定居點的藍圖現在也已經出爐。屆時，荒涼的火星表面將出現一組白色的太空艙，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能電池板。定居點內部則兼具了生活、工作、娛樂功能，有冰箱，還有用來栽培蔬菜的溫室。

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月抵達火星?？膳率沁@次啟程將沒有回頭路——永久性地移民到那塵埃遍布的星球上，每隔一年就會有新的移民者來到這里，從而讓火星基地社區(qū)緩慢增長。

火星移民夢靠譜嗎？

就目前人類已經了解的宇宙，綜合距離以及人類生存環(huán)境來說，應該是火星最適合太空移民?；鹦窍鄬碚f距離地球較近，其實距離地球最近的一個星球是月球，但是月球上沒有大氣。除月球外，金星距離地球最近，但是金星過于濃密的大氣使其大氣壓強是地球的90倍，約相當于地球海洋中1000米深度處的壓強，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系中和地球相似度最高的一個星球，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，導致其表面溫度極低，最低溫度可達零下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，一些科學家提出分步驟開發(fā)火星的設想。

第一步是先讓火星這個寒冷的星球變暖。升溫的辦法之一是建化工廠、用小型核反應爐發(fā)電，釋放溫室氣體，在火星表面形成保護層，以阻止熱量逃散。為了讓火星恢復溫暖，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，反射陽光讓火星南極的冰凍物質融化，并在火星表面上制造溫室氣體。這樣，火星平均溫度就會高于水的冰點，有利于種植植物的生長，而植物的蔓延生長又可以制造氧氣。完成這一步的時間，大概需要150年左右的時間。

第二步是釋放火星土壤中的大氣?，F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。當人類完成改造火星第一步后，溫暖的氣候將使這些二氧化碳釋放出來。土壤中釋放出來的二氧化碳可以在20年內讓火星溫度再升高5.6℃，這時候一些冰開始融化成水，水也開始蒸發(fā)，并形成雨雪等天氣現象。據估算，大概有200年的時間，火星表面將擁有0.1個大氣壓的二氧化碳。

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年的時間，火星上的大氣含量將達到0.21個大氣壓，相當于地球的五分之一，其中大部分是二氧化碳。此時的火星居民不用穿太空服就可以走出戶外，當然他們還需要氧氣袋。普通飛機可以在火星上起降，人們還將建設一個帶有穹頂的封閉型城市。一旦火星赤道附近的溫度長年保持在0℃以上，火星上就可以有穩(wěn)定的液態(tài)水供應。

第四步是收獲氧氣。植物的生長，意味著氧氣的產生，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，因為垃圾腐敗會制造大量二氧化碳。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”更多的氧氣。

火星移民困難重重

正當“火星一號”基金會的火星移民計劃在網民和媒體中間受到熱議和追捧時，一些專家卻在一旁潑起了冷水。美國宇航局官員、火星探測器“好奇號”飛行項目主管托斯特·佐恩斥責“火星移民”計劃很不負責任。“本著對生命負責的態(tài)度，科學家首先要確保這是一個能夠自由往返的旅行。如果不能適應火星生存，至少志愿者應該有要求返回的權利?！?/p>

在美國宇航局噴氣推進實驗室工作多年的路易斯·弗里德曼說：“這就是一場赤裸裸的商業(yè)秀。他們能通過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，我會感到吃驚。而且，看起來，火星上的移民能活多久，是由他們能籌到多少錢決定的。”專家們普遍認為，隨著時間的推移，進行火星移民的可能性會越來越高，但這還是一個比較遙遠的事情?？紤]到載人飛往火星和返回地球的絕對安全性，當前尚需亟待突破下列技術難題。

第一個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直接經驗，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，如果是從地面直接發(fā)射，需要研制比土星5號火箭推力還要大的運載火箭。如果是近地軌道發(fā)射，目前的最大載重30噸的航天飛機亦難勝任，何況2010年前該機將停止飛行；如果是送到空間站上組裝后發(fā)射，30年后現在建設的國際空間站業(yè)已報廢，需要建設新的大型空間站和運送部件的航天器；如果是從月球上發(fā)射，需要在2015年或2020年開始建設月球基地，使其能夠承擔組裝和發(fā)射飛船的任務。以上幾種技術途徑，無論選擇哪一種，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程中，因為不能由地面指揮中心進行實時控制，故而要求自動控制裝置工作必須絕對可靠，降落傘面積要足夠大，制動火箭性能非常穩(wěn)定，還要防止火星風暴的干擾。著陸艙擬分下降段和上升段，下降段落地時要有緩沖裝置，上升段需要帶升空火箭。宇航員完成考察任務后，將乘上升段飛行到軌道上與飛船對接，再返回地球。解決這些難題要比解決無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)繞火星軌道轉移到奔向地球的霍曼軌道，同樣需要把握出發(fā)時機，其制導系統和推進系統工作必須穩(wěn)定可靠。在返回地球飛行過程中，飛船要及時接收地球指揮中心的遙控指令，適時調整姿態(tài)并保持正確航向。當飛船進入地球軌道后，要與地球指揮中心相配合，準時釋放返回艙。宇航員將乘坐返回艙，完成從離軌到著陸的回收任務，這就要求返回艙攜帶的控制和通訊設備、降落傘和制動火箭在440天之后，工作性能仍處于良好狀態(tài)。顯而易見，這比對近地軌道載人飛船和登月載人飛船的回收要求更為嚴格，研制這些設備遇到的問題也更為復雜。

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，這么長的飛行時間就會帶來一系列問題。

第一是心理問題。因為即使研制出重型火箭，飛船的體積也不可能無限擴大，飛行乘組的幾個人要在狹小的飛船空間里度過500多天，必然會產生心理問題。

第二是輻射問題。眾所周知，地球強大的磁場是保護人類免遭外太空各種致命輻射的生死屏障，因此當飛行器在地球軌道飛行時，地球磁場能夠為其屏蔽掉大量輻射，但是如果長時間在宇宙空間飛行，遠離地球，就會面臨很嚴重的輻射問題?？茖W家曾經考慮采取被動防御輻射和主動防御輻射。被動防御輻射就是加厚飛船的艙壁，但這樣做又會加重運載負擔。主動防御輻射就是通過技術在飛船周圍產生人工強磁場，使射向飛船的輻射粒子偏離，但是這種方法在技術上又太復雜，難以實現。所以，對于防輻射屏蔽技術還需進一步攻關。

第三是失重問題。長期在太空飛行，人體一直處于失重狀態(tài)會對健康產生很大影響，造成肌肉萎縮、骨骼脫鈣、心血管受損等。科學家曾設想通過人造重力減輕長期失重對身體的影響，但是也由于技術復雜、成本高昂難以實施。

針對這些難題，科學家已經想出了幾個解決的方法。

由于長時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題，因此要實現太空移民最根本的方法就需要盡量縮短宇宙航行的時間，即研制出全新的推進系統。為此，科學家已提出采用核動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線電波電離加熱推進劑，并用磁場加速產生的等離子體產生推力，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，飛船只需一個月左右的時間就可以抵達火星，但是目前看來這個技術實現的難度非常大。

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

此前，美國的“普羅米修斯計劃”曾打算研制核動力飛船，但是核動力飛船會產生很強的核輻射，相當于航天員每天拍8次X光片。由于當時的技術難以解決這一問題，因此該計劃被擱淺，現在隨著技術的發(fā)展，核輻射的問題有可能得以解決。因此目前來看，核動力火箭以及核動力飛船，是人類到達火星或其他遙遠類地行星的一個捷徑。美國科學家稱，太陽和其他恒星的動力源——核聚變，將來可用于助推火箭，使宇航員最快能夠在30天內往返火星。當然如果想大規(guī)模的移民還需要研制出更先進、成本更低、速度更快的運輸系統，只有有了這樣的運輸系統，太空移民才可能實現。

此外，科學家還提出可以先載人登陸小行星，然后以小行星作為中轉站，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站，但是它與地球的距離較遠，因此，最近美國計劃在今后10年內捕獲一顆小行星，把它移動至近月球軌道，這也是人類為了登陸火星進行的一種嘗試。

總之，人類火星移民甚至遨游宇宙是遲早的事，但在當下點燃地球人移民火星的激情似乎操之過急，因為當前的科技力量只能把機器人送去探險，人類自己不了解也不適應火星的具體環(huán)境。換言之，所謂的海選“火星人”只具有象征意義，是讓報名者花錢買一個逃離地球的夢想而已，它現在不可能真正實現。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，更需要腳踏實地，努力改善自己生活的環(huán)境和制度，這遠比逃離地球的夢想更值得努力，這會讓子孫受益，也讓他們更有可能登陸火星。