在美國(guó)“毅力號(hào)”和中國(guó)“祝融號(hào)”火星車先后登陸火星后,火星探索又迎來(lái)一波熱潮。然而,目前的火星探索仍停留在探測(cè)器時(shí)代,人類什么時(shí)候才能抵達(dá)火星呢?億萬(wàn)富翁埃隆·馬斯克(Elon Musk)的目標(biāo)是最快在2026年將人類送往火星。彭博社發(fā)文稱,這可能是迄今為止最危險(xiǎn)的人類探索行動(dòng),可謂九死一生。
以下是綜合分析:
1969年,美國(guó)宇航員尼爾·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)邁出了“人類的一大步”,成為第一個(gè)踏上月球的太空人。半個(gè)多世紀(jì)后,另外一場(chǎng)太空競(jìng)賽正在升溫。這一次,孕育著地球人希望的新邊疆是火星。
北京時(shí)間2021年2月19日,美國(guó)宇航局(NASA)的“毅力號(hào)”成功登陸火星杰澤羅隕石坑,成為第五輛成功登陸火星的火星車。接近三個(gè)月后的5月15日,中國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器搭載著“祝融號(hào)”火星車成功在火星烏托邦平原著陸,首次成功執(zhí)行火星著陸任務(wù),也成為繼美國(guó)后第二個(gè)成功登陸火星的國(guó)家。
問(wèn)題是,人類何時(shí)才能跟上探測(cè)器的腳步,登上火星呢?過(guò)去幾十年的無(wú)人登陸火星任務(wù)已經(jīng)傳回了大量信息,包括火星上存在水冰,這更加令人相信人類是有可能登上火星的。但是有多快?我們準(zhǔn)備好了嗎?
馬斯克要在2026年登陸火星
NASA計(jì)劃在本世紀(jì)30年代的某個(gè)時(shí)候?qū)⑷祟愃屯鹦恰0⒙?lián)酋的“希望號(hào)”火星探測(cè)器目前正在環(huán)繞火星飛行,該國(guó)正在宣傳其制定的100年殖民火星計(jì)劃。盡管中國(guó)稱將人類送往火星是其長(zhǎng)期目標(biāo),但是急于體驗(yàn)火星生活的人可以去戈壁沙漠的火星模擬基地提前感覺(jué)一下。
在所有火星登陸計(jì)劃中,最具野心的可能就是億萬(wàn)富翁馬斯克了。這位SpaceX創(chuàng)始人想要在這個(gè)十年(2020至2029年)內(nèi)將人類送往火星。馬斯克在去年接受采訪時(shí)稱,他有信心在2026年執(zhí)行載人登陸火星任務(wù)。然而,許多科學(xué)家警告稱,深空跋涉要面對(duì)許多未知問(wèn)題。馬斯克也承認(rèn)這一風(fēng)險(xiǎn),表示“很難在那邊滑雪橇”。
上周末,馬斯克在回應(yīng)網(wǎng)友的“大過(guò)濾理論”(Great Filter)時(shí)稱:“成為多星球物種是最好的過(guò)濾器之一。只有現(xiàn)在,也就是地球誕生45億年后,是有這種可能的。這個(gè)登陸火星的窗口能夠開多長(zhǎng)時(shí)間不確定,可能很長(zhǎng),也可能不是。為了以防是后者,我們應(yīng)該現(xiàn)在就得行動(dòng)?!薄按筮^(guò)濾理論”認(rèn)為,文明越先進(jìn),自我毀滅的可能性就越大。
馬斯克的推文
“老實(shí)說(shuō),一開始可能會(huì)有一群人死去?!瘪R斯克在接受X Prize基金會(huì)創(chuàng)始人彼得·迪曼蒂斯(Peter Diamandis)采訪時(shí)稱。
長(zhǎng)途跋涉
“阿波羅”登月計(jì)劃的宇航員在幾天之內(nèi)就能飛抵月球,但是前往火星需要花費(fèi)6個(gè)月至9個(gè)月時(shí)間。
由于地球和火星運(yùn)行的都是橢圓形軌道,所以它們之間的距離是不斷變化的,介于3500萬(wàn)英里(約合5633萬(wàn)公里)至2.49億英里(4.01億公里)之間。太空旅行的最佳時(shí)間點(diǎn)是火星和地球?qū)R時(shí),但是這個(gè)窗口很小,這讓登陸任務(wù)變得更棘手。
澳大利亞弗林德斯大學(xué)副教授、太空產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)顧問(wèn)委員會(huì)成員愛(ài)麗絲·戈?duì)柭ˋlice Gorman)指出,在探索月球時(shí),始終存在從地球或者中繼太空站提供營(yíng)救、補(bǔ)給品的可能,“但是在火星上沒(méi)有這種可能”。
致命性太陽(yáng)耀斑
同時(shí),長(zhǎng)途跋涉會(huì)導(dǎo)致人類暴露在太陽(yáng)耀斑之下,這是太空旅行中最恐怖的現(xiàn)象之一。太陽(yáng)耀斑是太陽(yáng)系中最強(qiáng)大的爆炸類型,一次爆發(fā)產(chǎn)生的沖擊波相當(dāng)于1億顆氫彈爆炸。地球上的磁場(chǎng)可以保護(hù)在軌道上的宇航員,但是深空旅行者在遇到這種輻射后存活時(shí)間不會(huì)超過(guò)幾天。
“這是非常可怕的死亡方式。”倫敦威斯敏斯特大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、天體生物學(xué)專家劉易斯·達(dá)特內(nèi)爾(Lewis Dartnell)表示,他從事與火星生命有關(guān)的研究。
“阿波羅”登月計(jì)劃就沒(méi)有遇到這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樗梢宰プC(jī)會(huì)在避開太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)時(shí)執(zhí)行為期幾天的登月任務(wù)。然而,登陸火星需要在太空中長(zhǎng)途跋涉幾個(gè)月時(shí)間,有可能會(huì)碰上太陽(yáng)耀斑。
達(dá)特內(nèi)爾稱,如果位置得當(dāng),飛船上自帶的水箱可作為防護(hù)罩。一旦發(fā)生太陽(yáng)耀斑,宇航員可以撤回到由水箱環(huán)繞的飛船版“戰(zhàn)栗空間”。但問(wèn)題是如何偵測(cè)太陽(yáng)活動(dòng),尤其是背對(duì)地球的另一面。“我們?nèi)绾尾拍芴岣咛仗鞖忸A(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率,讓它準(zhǔn)確到足以向宇航員發(fā)出通知?”他問(wèn)道,“我們的現(xiàn)有能力不足以從不同角度觀察太陽(yáng)以追蹤太陽(yáng)風(fēng)暴。”
沙塵暴
輻射也是火星旅途中需要解決的一個(gè)問(wèn)題?;鹦谴髿鈱右鹊厍蛳”〉枚啵瑳](méi)有地球的磁氣圈,所以人類在火星表面會(huì)面臨暴露在太陽(yáng)和宇宙輻射的風(fēng)險(xiǎn)。而且,密歇根大學(xué)教授尼爾頓·雷諾(Nilton Renno)還指出,火星表面大部分是塵埃,巨大風(fēng)暴會(huì)產(chǎn)生遮擋太陽(yáng)的塵埃云。
雷諾解釋稱,在遭遇這種風(fēng)暴時(shí),火星表面就像半夜一樣,會(huì)持續(xù)兩個(gè)月。“如果你在那里使用太陽(yáng)能電池板供電,你很可能活不下來(lái)。你沒(méi)有足夠的能源保持溫暖?!彼硎尽?/p>
香港大學(xué)研究火星宜居性的副教授約瑟夫·邁克爾斯基(Joseph Michalski)表示,一個(gè)解決方案就是使用火星塵埃來(lái)保護(hù)自己,在避難所里內(nèi)襯填滿火星土壤的沙袋,可以屏蔽輻射。人類或許還可以返回洞穴居住的本源,在火星上的眾多熔巖洞里中找到臨時(shí)避難所。這些熔巖洞是在遠(yuǎn)古時(shí)代遺留下來(lái)的,那時(shí)火星上還有火山噴發(fā)活動(dòng)。
食物、水和氧氣
在2015年的好萊塢賣座電影《火星救援》中,馬特·達(dá)蒙(Matt Damon)扮演的宇航員陷入困境,利用他自己的糞便給火星土壤施肥,成功種出了土豆。
相比之下,內(nèi)華達(dá)大學(xué)副教授伊麗莎白·豪斯沙特(Elisabeth Hausrath)在火星上從事耕種的野心要小得多。過(guò)去一年半,NASA一直支持她在模擬火星條件下種植雪生藻類上的研究。雪生藻類在內(nèi)華達(dá)沙漠以及地球上其他高海拔、低養(yǎng)分環(huán)境中很常見。
“它們的長(zhǎng)勢(shì)不錯(cuò)?!彼硎?。這個(gè)想法的初衷是,藻類或許能夠在由柔性材料制成的溫室中成長(zhǎng),該柔性材料和太空服使用的材料類似。在這種條件下種植海藻不但能夠創(chuàng)造食物來(lái)源,還能制造氧氣。目前,這一研究仍處于初級(jí)階段。
科學(xué)家們?nèi)孕枰鉀Q人類如何獲得在火星上生存所需要的足夠的水。美國(guó)西南研究院行星地質(zhì)學(xué)家維多利亞·漢密爾頓(Victoria Hamilton)表示,火星上確實(shí)有一些地下冰或許可以轉(zhuǎn)化為水資源,未來(lái)的火星任務(wù)需要使用雷達(dá)來(lái)繪制它的分布圖?!耙坏┠阒辣奈恢?,這里可能就是你派人登陸火星的地方?!彼硎?。
如何返回地球?
除非你只想有去無(wú)回,否則登陸火星的人類需要乘坐火箭返回地球。邁克爾斯基稱,如何找到燃料驅(qū)動(dòng)飛船返回太空將是準(zhǔn)火星探索者面臨的最大技術(shù)障礙。
“我們不能自己攜帶返程燃料,”他表示,“它太重了?!?/p>
一個(gè)潛在解決方案是,利用火星上的資源來(lái)制造燃料。首先,用電把水從地下冰和含水巖石中分離出來(lái),然后把氫氣和氧氣混合在一起制造火箭燃料。
樂(lè)觀派認(rèn)為,科學(xué)家遲早會(huì)解決這些問(wèn)題。
“當(dāng)前,它肯定不是我們能夠生活的地方,”阿聯(lián)酋穆罕默德·本·拉希德航天中心火星2117計(jì)劃經(jīng)理阿德南·阿爾亞斯(Adnan AlRais)表示,“但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)50年至100年后的答案可能就不一樣了。”(作者/簫雨)
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