通往火星路還有多遠?十步走步步震撼

  近日,“移民火星”計劃引起了全球的普遍關注和廣泛議論。

  雖然這一計劃從開始便像天方夜譚,到現在更像是坑人的陷阱,但全球報名的熱度還是反映出人類具有濃厚的“火星情結”。

  一顆神秘的星球,為何會吸引全球的關注?登陸火星的夢想背後,有著怎樣的人文驅動?探索火星,對於我們的生命觀、世界觀、宇宙觀又將產生什麼樣的影響?

火星基地設計圖

  為此,著名科普作家卞毓麟從科技的角度為讀者“解密”火星

  ——人類為什麼要探索火星?——

  再也沒有別的行星像火星那樣酷似地球了

  雖然“移民火星”計劃看起來很不靠譜,但公眾報名之踴躍確實有些出人意料。為什麼人們對火星的興趣這麼大?人類為什麼要探索火星?

  “這個問題令我想起500多年前的哥倫布,他曾以為橫越一望無際的大西洋就能到達印度。雖然結果並非如此,他卻發現了‘新大陸’。”

  卞毓麟解釋說,在500多年後的今天,火星就成了人類新的“新大陸”。現在,美洲大陸早已住滿了人,就連南極大陸的冰原也在一天天熱鬧起來。地球上再也沒有任何人類足跡不能抵達的大陸了。

  天文學家開始把目光轉向地球之外,首先考慮的是月球。月球距離地球不過384—400千米。 20世紀中葉至今的人類活動中,開發月球佔據著顯赫的一席。

  早在20世紀60年代,“阿波羅號”宇航員就已登上月球,美蘇為首掀起了探月高潮。為什麼不繼續更有效地開發、利用這塊“新大陸”?

  卞毓麟說,因為探測發現,儘管月球有豐富的資源和能源,但月球表面沒有任何大氣,是超高真空狀態。月球上沒有聲音,也沒有生命,是一個死寂的世界。人類需要再往遠處看。

阿波羅登月

  在太陽系中,金星和火星是地球的近鄰。金星上的環境條件過於嚴酷,表面溫度超過450℃,異常濃密的大氣中充盈著硫酸液滴,探測和開發的難度很大。只有火星,有望成為繼月球之後人類的又一塊“新大陸”。

  火星的地殼板塊運動不劇烈,所以不會發生大地震

  很多人並不知道火星是太陽系中與地球最相似的行星。

  “順著太陽從裡往外數,地球是第三顆行星,火星排第四。它的直徑是地球的一半,其一晝夜僅比地球上的一晝夜稍長一點,約多出37分鐘。”卞毓麟說,另外,像地球一樣,火星上有大氣,有水(已經發現了水冰,以及湖盆和河道的遺跡),這提供了生物生存的條件。

  火星和地球一樣,繞著太陽“轉圈”,與地球最近時,是5500萬公里,最遠達4億公里,這在天文尺度上是很近的距離。火星上有太陽系最高的山,高27公里,是珠穆朗瑪峰的3倍。與地球不同的是,火星的地殼板塊運動不劇烈,所以這顆行星上面不會發生大地震。

未來移民火星設想

  隨著對火星的瞭解與日俱增,人們越來越覺得它彷彿就是一個小型的地球。就許多方面而言,再也沒有別的行星像火星那樣酷似地球了。而火星和地球越是相像,天文學家就對它越是關心,社會公眾對它的興趣也就越大。

  ——通向火星我們該怎麼做?——

  “十步走”,步步震撼

  按照“移民火星”計劃,2023年將把第一批人類送往火星。從一開始人們就質疑,這張時間表是不是太快了?對此,卞毓麟說,我國估計有望在2030年前對火星進行無人著陸探測並採樣返回。而按照各國航天機構的初步打算,宇航員“登火”大約將從本世紀30年代開始實施。

  卞毓麟解釋說,人類飛向火星、甚至定居火星是一個極其漫長坎坷的過程,我把它概括為“十步走”,每實現一步都是了不起的科技飛躍。

通往火星,步步艱難

  第一步是“肉眼觀天”。古代人很早就注意到了火星。火星看起來是天穹上的一個小亮點,它那暗紅的顏色很容易使人聯想到鐵和血,所以古代西方人就把它和戰爭之神聯繫起來。火星在國際上通稱“馬爾斯”,這正是古羅馬神話中戰神的名字。

  到17世紀初,天文望遠鏡誕生了。人類在望遠鏡中觀察到了火星。但由於地球大氣和火星大氣的雙重干擾,無論用多大的望遠鏡觀測火星,終究只是“霧裡看花”。

  所以,人類邁出了第三步——“近距離偵察”。 1965年,火星探測器“水手”4號、 6號和7號相繼飛掠火星。它們匆匆拍攝了200多幅火星照片,便一去不復返了。

  讓探測器環繞火星運行,對火星進行長時間的觀測,這是第四步。1971年11月,“水手9號”進入環繞火星轉動的軌道,成為火星的第一顆人造衛星。它拍攝的照片清晰地表明:火星上有大量酷似乾涸河床的特徵,但並不存在人工開鑿的“運河”。

火星基地3D設計圖

  而人類通往火星的第五步就是“登陸火星”。 1976年7月和9月,兩艘“海盜號”飛船的著陸器相繼登上火星,在火星表面拍照、採集土壤和岩石樣品、進行實驗分析,使人們對火星的瞭解又前進了一大步。

  但是,“海盜號”探測器沒有機動能力,只能停留在原地工作。 1997年7月,“火星探路者號”探測器將人類的第一輛火星車“旅居者”送上火星。它完成了人類通向火星之路的第六步——“火星漫遊”。

  ——大規模移民火星,需要怎樣的科技支撐?——

  建一個可供成千上萬人棲息的“火星移民點”

  目前,人們最熟悉、最近發射的火星探測器應該是“好奇號”。卞毓麟說,去年8月“好奇號”成功降落在火星表面,展開為期兩年的火星探測任務。但是到目前為止,所有的火星探測器都沒有實現返航。

火星移民基地

  我們對火星的土壤和岩石樣品所進行的分析,都是由小型的自動化儀器在火星上就地完成的。人們早就想把火星樣品拿回地球,由各國科學家通力合作進行“會診”。這一願望就是我們尚未實現的第七步,也許會在未來10年中成為現實。

  什麼時候人類才能親自登上火星?

  卞毓麟說,這就是更重要、更困難的第八步。一次完整的載人火星飛行,從“糧草先行”到宇航員安全返回地球,需要好幾年。科學家們預期,在未來30年內,第一批宇航員會光臨火星。

  從少數宇航員“登火”到大規模地移民火星,需要怎樣的科技支撐?

  卞毓麟說,人類必須要在火星上建立功能越來越齊全的火星基地——這是第九步。這種基地起先是供少數宇航員工作和生活的小型實驗室和宿舍,後來逐步發展起一個個可供成千上萬人棲息的“火星移民點”。每個火星基地和移民點,都必須專門用人工方法營造一個局部的生活環境。

火星探索

  ——火星能否改造成適宜人類生存的又一塊新大陸?——

  改造火星的先決條件保證地球本身適宜人類和其他生物很好生存下去

  能否從根本上把整個火星改造成適宜人類生存的又一塊新大陸?

  對此,卞毓麟說,這就是人類移居火星的最後一步——“火星地球化”。科學家們有不少大膽設想。例如,用二氧化碳、氯氟烴與氨共同產生的溫室效應,將火星表面的溫度提高到接近冰點,逐步引進各種微生物和動植物。

  這時大氣中的水蒸氣、由遺傳工程改造過的植物產生的氧氣,以及表面環境的微觀調控,都將使溫度進一步上升,變得對地球生命更為友善。這樣,火星整體環境會逐漸變得適宜於人類,直到人類不依靠保護裝置就能定居。

火星開採

  “當然,只有對火星的瞭解遠比今天更充分時,人類才能既負責任又有把握地改造它的環境。衡量人類是否有資格使其他天體地球化的重要指標,是能不能首先把自己的世界管好。改造火星的先決條件是保證地球本身適宜於人類和其他生物很好地生存下去。”





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