火星移民計劃遭質疑 專家解析技術難點

　　最近，一則有關火星的新聞成為公眾關注的熱點：荷蘭非營利企業“火星一號”公布了從全球20萬名申請者中選出的100名候選人名單(其中包括4名華人)，這些候選人將繼續角逐，最終產生的4名入選者將在2025年被送往火星，在那裡定居。根據該公司發布的計劃，他們將在2016年發射通訊衛星前往火星，進行數個階段任務后，於2023年建立永久基地。

　　這個讓入選者踏上“有去無回”之旅的項目是否靠譜？人類移民火星要解決哪些技術難題？在可以預見的未來，人類是否有必要移民火星？記者就此採訪了有關專家。

　　■本報記者 俞陶然

　　火星環境只是相對“友好”

　　火星是離太陽第四近的行星，為四顆類地行星之一。中國古人覺得它熒熒如火，位置、亮度時常變動，讓人無法捉摸，故稱之為“熒惑”。借助天文望遠鏡，可以看到火星呈橘紅色，這是其地表廣泛分布的氧化鐵造成的。在太陽系的八大行星中，火星比水星略大，是第二小的行星。它的直徑約為地球的一半，自轉軸傾角、自轉周期與地球相當，其一晝夜比地球上的一晝夜稍長，多出約37分鐘，但繞太陽公轉一周需花費的時間是地球的2倍。

　　為什麼在討論“未來移民其他星球”這個話題時，科研人員和公眾總是對火星最感興趣呢？著名科普作家、中科院國家天文台客座研究員卞毓麟說：人類有能力登陸月球，但月球表面沒有任何大氣，是超高真空狀態，所以不適合居住。把眼光放得再遠一些，考察地球的兩個近鄰行星——金星和火星。前者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滿硫酸液滴。與之相比，火星的環境“友好”得多：有大氣層，已發現水冰以及湖盆、河道的遺跡，這提供了生物生存的基本條件。

　　不過，這種“友好”是相對的，火星的自然環境對人來說其實很惡劣﹔只是在太陽系中，火星比除地球外的其他任何行星或衛星更適合居住。上海市天文學會副秘書長施餠介紹，火星雖然有大氣層，但其主要成分是二氧化碳，佔比高達95%，其余成分包括：3%的氮氣、1.6%的氬氣、很少的氧氣、水汽等。而且大氣層非常稀薄，隻相當於地球上30多公裡高空的大氣壓。所以火星上的空氣不能供人直接呼吸。溫度方面，火星也不太適宜人類居住。其表面的平均溫度比地球低30℃以上。和地球一樣，它的一年也有四季之分。夏季白天，赤道地區氣溫可超過20℃，但到了夜晚就會驟降至-50℃以下。

　　由此可見，人類如果在火星上居住，必須住在密閉的生活艙內，外出則得穿特制宇航服。這些設施和裝備的復雜程度可想而知。

　　移民火星有多少技術壁壘

　　如今，“火星一號”公司宣稱2023年在火星建立永久基地，2025年把4人送往那裡，成為第一代太空移民，這實在令人替公司和人類“先驅”捏把汗。

　　中國空間技術研究院空間科學與深空探測首席科學家葉培建院士說，這家荷蘭機構目前既沒有飛火星的飛行器，也沒有火箭，更不具備在火星生存的能力。想在2025年實施計劃，像是個騙局，更是個笑話。

　　葉培建表示，火星和地球之間的發射周期，是每28個月才有一次發射機會。因為這兩個繞太陽公轉的行星，最接近時相距5500萬公裡，最遠時相距4億公裡，為節省燃料，各國航天機構都選擇在兩個星球最接近時發射。以現在全世界最強的太空飛行能力測算，從地球飛往火星要幾百天。而目前航天飛機、空間站的宇航員，過一段時間就要輪換，幾百天飛行過程如何生存，本身就是個大問題。

　　為了模擬幾百天太空航行，俄羅斯組織過“火星500”試驗。該試驗在莫斯科進行，6名從全球選拔的年輕人，在一個狹小的封閉艙內生活了520天，完成了從飛往火星到登陸火星，再到返回地球的模擬試驗。施餠認為，這個試驗的有效性值得懷疑，因為這些被試者心裡很清楚，他們其實在地球上，安全是有保障的，這種心態與真正踏上火星之旅的人迥然不同。而且，試驗不是在失重條件下進行的。在宇宙的失重環境下，宇航員體內的鈣流失明顯，並會受到宇宙射線的侵害。未來人們前往火星，在旅途中能否承受這些生理上的考驗和心理上的煎熬，是不容忽視的問題。

　　載人飛船抵達火星后，乘客如果想在火星上居住一段時間，面臨的挑戰會更大。他們必須利用搭載在飛船上的設備，建一個密閉式生活艙。艙內要有氧氣、水、廢棄物處理裝置等必需品。“這些東西都從地球上帶過去的話，量是很大的。”施餠說，在火箭發射和宇宙航行中，載荷是一個關鍵因素——重量越大，所攜燃料就越多，技術難度也隨之急劇上升。因此，把建造生活艙或基地的所有部件發送到火星，難度很大，成本很高。

　　如果我們想要移民火星，或者說，在這顆行星上居住相當長一段時間，那麼必須建造設施更完備的大型基地。此外，有必要實行火星環境改造計劃，包括把植物種子帶到那裡，利用植物的光合作用吸收火星大氣層的主要成分——二氧化碳，生成氧氣，逐步提高大氣層的含氧量，向地球環境靠攏。

　　“火星地球化”還是旅游開發？

　　卞毓麟介紹，目前，美國的火星探測在全球處於領先地位，發射的“好奇號”等火星探測車成功著陸並完成了探測任務。美國政府計劃2035年左右向火星發射載人飛船。當然，這不是“有去無回”的移民，宇航員登陸火星后會返回地球。“所以現在考慮移民火星，還為時過早。”

　　那麼，人類未來是否有望移民火星呢？卞毓麟認為這個可能性是存在的。在他看來，地球上的人口將不斷增加，總有一天會容納不了所有人，所以移民火星是一個解決方案。實行這個方案是很漫長的過程，大致分為4個階段：首先，在實現載人登陸后，人類需要完成許多次宇航員在火星上短期生存的試驗﹔ 隨后，在這個星球上建立適合生活和工作的小型基地﹔接著，逐步擴大基地規模﹔條件成熟后，著手大規模改造火星環境，實現“火星地球化”目標。

　　所謂“火星地球化”，是將火星改造成類似地球的環境。2003年8月，在美國召開了“火星移民研究國際會議”，與會者提出在未來幾個世紀中，把火星改造成一個綠色星球，使之成為人類的第二個家園。根據設想，火星地球化有多個技術方案，包括：在大氣中增加適合適量的氣體(如溫室氣體和適合生物生存的氣體)，增加地表溫度與氣壓，使火星上水冰融化為液態水，再通過植物的光合作用，使大氣層的含氧量逐步提高﹔大量溶解地下凍土層，再把水引到地表，逐步形成水圈﹔在太空中架設巨大反射或折射鏡群，使更多陽光反射至火星表面﹔ 散布固沙菌類、植物，防止沙暴發生，進而生成土壤，擴大居住地。

　　不少科研人員認為，改造火星的一些技術方案是可行的，還有一些技術方案在未來或許可行，將火星改造為“第二個地球”會成為現實。但也有不少專家指出，在可以預見的未來(幾百年或上千年后)，人類沒有必要移民火星，也沒有大規模改造火星環境的必要。如果地球上的人口數量不斷增加，可以把生存空間往海洋或地下延伸。目前來看，這雖然有技術難度，但也並非不可解決。與之相比，移民火星是舍近求遠，成本太高。

　　施餠說，未來前往火星或許可成為旅游項目，就像如今去太空已成為少數富豪熱衷的旅游一樣。乘坐飛船出一趟遠門，在火星上呆一小段時間，去高度超過27公裡的奧林帕斯火山觀光，不是件很有樂趣的事嗎？

(來源:解放日報)