此前,据媒体报道,荷兰一家机构近期推出单程前往火星移民的“火星一号”计划,引起争议。该机构负责人巴斯·兰斯多普近日接受新华社记者专访时坦承,其发起的移民火星计划也许不能如期实现。“因为这个计划非常复杂,我们料想到不能够如期实现该计划的可能性是很大的。”兰斯多普说,“但是,只要我们看到这个计划还在不断进展,我们就不会停步。如果我们判断认为这个计划实现不了了,那么当然就不会继续了。”荷兰代尔夫特理工大学的航空工程专家马克·奈尔耶指出,从技术上来说,“火星一号”计划目前还有很多困难。他举例说:“‘火星一号’计划携带许多器材与燃料,太空飞船将会很重,所以一次性发射的动力不够,也就是说需要多次发射。目前用于发射更重飞船的超大推力火箭正在研发中,可能还需要四五年,想在2023年就入住火星不太实际。”资金问题无疑是该计划需要解决的另外一大难题。据悉,首批运送4名移民需耗资60亿美元。兰斯多普的筹资计划包括征收报名费、进行电视选秀、出售转播权、募捐、出售相关纪念品等。但奈尔耶指出,大型太空探索项目“一般来说有两个选择”,“在航空领域通常来说,我们宁可走一个科学筹款的道路”。他表示:“当然也可以走商业路线。从‘火星一号’的例子来看,你想选择适合的人上火星,但如果通过电视节目来评选就有可能发生冲突,一方面你需要了解科学、能在火星上工作的人,然而这些‘科学怪人’或许不会在媒体节目上那么吸引人。”专家:普通人上去就是死昨日下午,针对“火星一号”计划,记者致电西北工业大学航天学院梁志毅教授。“如果真有一天,人类真能登上火星,首先也会先送宇航员上去,不可能在普通人中选拔。”梁志毅说,普通人在(火星)上连基本的生存能力都没有,并且,在“火星一号”计划上表明是单程“机票”有去无回,“宇航员上去都必须保证他们能生存到返程,火星上什么也没有,真是单程计划,普通人上去就是个死。”然而就航天计划本身而言,登上火星需要足够的财力和技术支持,“首先迄今为止,技术上还没达到要求,起码得再奋斗几十年。”梁志毅表示,火星上面现在仅有某些国家的探测仪器,人类的足迹还并未踏上过火星。美国于20世纪60年代至70年代初组织实施了登月计划,历时约11年,耗资255亿美元。此后数年间,美国也曾多次提出“重返月球”计划,因为资金问题至今仍未能实现。
人类应该不会移民去火星。
因为火星不适合人类居住。火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水体(前不久,美国宇航局公布火星上有少量的水)。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠会随着季节消长。
火星的轨道是椭圆形。因此,在接受太阳照射的地方,近日点和远日点之间的温差将近160摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K(开尔文,温度单位,即从绝对零度-273.15℃开始的摄氏度)(-55℃,-67℉),但却具有从冬天的140K(-133℃,-207℉)到夏日白天的将近300K(27℃,80℉)的跨度。
火星的大气密度只有地球的大约1%,非常干燥,温度低,表面平均温度零下55℃,水和二氧化碳易冻结。
最近,一则有关火星的新闻成为公众关注的热点:荷兰非营利企业“火星一号”公布了从全球20万名申请者中选出的100名候选人名单(其中包括4名华人),这些候选人将继续角逐,最终产生的4名入选者将在2025年被送往火星,在那里定居。根据该公司发布的计划,他们将在2016年发射通讯卫星前往火星,进行数个阶段任务后,于2023年建立永久基地。
这个让入选者踏上“有去无回”之旅的项目是否靠谱?人类移民火星要解决哪些技术难题?在可以预见的未来,人类是否有必要移民火星?记者就此采访了有关专家。
火星环境只是相对“友好”
火星是离太阳第四近的行星,为四颗类地行星之一。中国古人觉得它荧荧如火,位置、亮度时常变动,让人无法捉摸,故称之为“荧惑”。借助天文望远镜,可以看到火星呈橘红色,这是其地表广泛分布的氧化铁造成的。在太阳系的八大行星中,火星比水星略大,是第二小的行星。它的直径约为地球的一半,自转轴倾角、自转周期与地球相当,其一昼夜比地球上的一昼夜稍长,多出约37分钟,但绕太阳公转一周需花费的时间是地球的2倍。
为什么在讨论“未来移民其他星球”这个话题时,科研人员和公众总是对火星最感兴趣呢?著名科普作家、中科院国家天文台客座研究员卞毓麟说:人类有能力登陆月球,但月球表面没有任何大气,是超高真空状态,所以不适合居住。把眼光放得再远一些,考察地球的两个近邻行星—金星和火星。前者的环境条件过于严酷,表面温度超过450℃,异常浓密的大气中充满硫酸液滴。与之相比,火星的环境“友好”得多:有大气层,已发现水冰以及湖盆、河道的遗迹,这提供了生物生存的基本条件。
不过,这种“友好”是相对的,火星的自然环境对人来说其实很恶劣;只是在太阳系中,火星比除地球外的其他任何行星或卫星更适合居住。上海市天文学会副秘书长施餠介绍,火星虽然有大气层,但其主要成分是二氧化碳,占比高达95%,其余成分包括:3%的氮气、1.6%的氩气、很少的氧气、水汽等。而且大气层非常稀薄,只相当于地球上30多公里高空的大气压。所以火星上的空气不能供人直接呼吸。温度方面,火星也不太适宜人类居住。其表面的平均温度比地球低
30℃以上。和地球一样,它的一年也有四季之分。夏季白天,赤道地区气温可超过20℃,但到了夜晚就会骤降至-50℃以下。
由此可见,人类如果在火星上居住,必须住在密闭的生活舱内,外出则得穿特制宇航服。这些设施和装备的复杂程度可想而知。
移民火星有多少技术壁垒
如今,“火星一号”公司宣称2023年在火星建立永久基地,2025年把4人送往那里,成为第一代太空移民,这实在令人替公司和人类“先驱”捏把汗。
中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建院士说,这家荷兰机构目前既没有飞火星的飞行器,也没有火箭,更不具备在火星生存的能力。想在2025年实施计划,像是个骗局,更是个笑话。
叶培建表示,火星和地球之间的发射周期,是每28个月才有一次发射机会。因为这两个绕太阳公转的行星,最接近时相距5500万公里,最远时相距4亿公里,为节省燃料,各国航天机构都选择在两个星球最接近时发射。以现在全世界最强的太空飞行能力测算,从地球飞往火星要几百天。而目前航天飞机、空间站的宇航员,过一段时间就要轮换,几百天飞行过程如何生存,本身就是个大问题。
为了模拟几百天太空航行,俄罗斯组织过“火星500”试验。该试验在莫斯科进行,6名从全球选拔的年轻人,在一个狭小的封闭舱内生活了520天,完成了从飞往火星到登陆火星,再到返回地球的模拟试验。施餠认为,这个试验的有效性值得怀疑,因为这些被试者心里很清楚,他们其实在地球上,安全是有保障的,这种心态与真正踏上火星之旅的人迥然不同。而且,试验不是在失重条件下进行的。在宇宙的失重环境下,宇航员体内的钙流失明显,并会受到宇宙射线的侵害。未来人们前往火星,在旅途中能否承受这些生理上的考验和心理上的煎熬,是不容忽视的问题。
载人飞船抵达火星后,乘客如果想在火星上居住一段时间,面临的挑战会更大。他们必须利用搭载在飞船上的设备,建一个密闭式生活舱。舱内要有氧气、水、废弃物处理装置等必需品。“这些东西都从地球上带过去的话,量是很大的。”施餠说,在火箭发射和宇宙航行中,载荷是一个关键因素—重量越大,所携燃料就越多,技术难度也随之急剧上升。因此,把建造生活舱或基地的所有部件发送到火星,难度很大,成本很高。
如果我们想要移民火星,或者说,在这颗行星上居住相当长一段时间,那么必须建造设施更完备的大型基地。此外,有必要实行火星环境改造计划,包括把植物种子带到那里,利用植物的光合作用吸收火星大气层的主要成分—二氧化碳,生成氧气,逐步提高大气层的含氧量,向地球环境靠拢。
“火星地球化”还是旅游开发?
卞毓麟介绍,目前,美国的火星探测在全球处于领先地位,发射的“好奇号”等火星探测车成功着陆并完成了探测任务。美国政府计划2035年左右向火星发射载人飞船。当然,这不是“有去无回”的移民,宇航员登陆火星后会返回地球。“所以现在考虑移民火星,还为时过早。”
那么,人类未来是否有望移民火星呢?卞毓麟认为这个可能性是存在的。在他看来,地球上的人口将不断增加,总有一天会容纳不了所有人,所以移民火星是一个解决方案。实行这个方案是很漫长的过程,大致分为4个阶段:首先,在实现载人登陆后,人类需要完成许多次宇航员在火星上短期生存的试验;随后,在这个星球上建立适合生活和工作的小型基地;接着,逐步扩大基地规模;条件成熟后,着手大规模改造火星环境,实现“火星地球化”目标。
所谓“火星地球化”,是将火星改造成类似地球的环境。2003年8月,在美国召开了“火星移民研究国际会议”,与会者提出在未来几个世纪中,把火星改造成一个绿色星球,使之成为人类的第二个家园。根据设想,火星地球化有多个技术方案,包括:在大气中增加适合适量的气体(如温室气体和适合生物生存的气体),增加地表温度与气压,使火星上水冰融化为液态水,再通过植物的光合作用,使大气层的含氧量逐步提高;大量溶解地下冻土层,再把水引到地表,逐步形成水圈;在太空中架设巨大反射或折射镜群,使更多阳光反射至火星表面;散布固沙菌类、植物,防止沙暴发生,进而生成土壤,扩大居住地。
不少科研人员认为,改造火星的一些技术方案是可行的,还有一些技术方案在未来或许可行,将火星改造为“第二个地球”会成为现实。但也有不少专家指出,在可以预见的未来(几百年或上千年后),人类没有必要移民火星,也没有大规模改造火星环境的必要。如果地球上的人口数量不断增加,可以把生存空间往海洋或地下延伸。目前来看,这虽然有技术难度,但也并非不可解决。与之相比,移民火星是舍近求远,成本太高。
施餠说,未来前往火星或许可成为旅游项目,就像如今去太空已成为少数富豪热衷的旅游一样。乘坐飞船出一趟远门,在火星上呆一小段时间,去高度超过27公里的奥林帕斯火山观光,不是件很有乐趣的事吗?
一项去年发表的有着相似调查的研究表明:宇宙射线的损伤,接近光速运行的含有高能辐射的粒子——会损伤大脑,但只是短期的。
这个等到那一天,大家会知道的。移民去火星是一条不归路。