在美國“毅力號”和中國“祝融號”火星車先后登陸火星后，火星探索又迎來一波熱潮。然而，目前的火星探索仍停留在探測器時代，人類什么時候才能抵達(dá)火星呢?億萬富翁埃隆?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的人類探索行動，可謂九死一生。
以下是綜合分析：
1969 年，美國宇航員尼爾?阿姆斯特朗 (Neil Armstrong) 邁出了“人類的一大步”，成為第一個踏上月球的太空人。半個多世紀(jì)后，另外一場太空競賽正在升溫。這一次，孕育著地球人希望的新邊疆是火星。
北京時間 2021 年 2 月 19 日，美國宇航局 (NASA) 的“毅力號”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。接近三個月后的 5 月 15 日，中國“天問一號”火星探測器搭載著“祝融號”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)，也成為繼美國后第二個成功登陸火星的國家。
問題是，人類何時才能跟上探測器的腳步，登上火星呢?過去幾十年的無人登陸火星任務(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 計劃在本世紀(jì) 30 年代的某個時候?qū)⑷祟愃屯鹦恰０⒙?lián)酋的“希望號”火星探測器目前正在環(huán)繞火星飛行，該國正在宣傳其制定的 100 年殖民火星計劃。盡管中國稱將人類送往火星是其長期目標(biāo)，但是急于體驗火星生活的人可以去戈壁沙漠的火星模擬基地提前感覺一下。
在所有火星登陸計劃中，最具野心的可能就是億萬富翁馬斯克了。這位 SpaceX 創(chuàng)始人想要在這個十年 (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，深空跋涉要面對許多未知問題。馬斯克也承認(rèn)這一風(fēng)險，表示“很難在那邊滑雪橇”。
上周末，馬斯克在回應(yīng)網(wǎng)友的“大過濾理論”(Great Filter) 時稱：“成為多星球物種是最好的過濾器之一。只有現(xiàn)在，也就是地球誕生 45 億年后，是有這種可能的。這個登陸火星的窗口能夠開多長時間不確定，可能很長，也可能不是。為了以防是后者，我們應(yīng)該現(xiàn)在就得行動。”“大過濾理論”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
“老實說，一開始可能會有一群人死去。”馬斯克在接受 X Prize 基金會創(chuàng)始人彼得?迪曼蒂斯 (Peter Diamandis) 采訪時稱。
長途跋涉
“阿波羅”登月計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 6 個月至 9 個月時間。
由于地球和火星運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 萬英里 (約合 5633 萬公里) 至 2.49 億英里 (4.01 億公里) 之間。太空旅行的最佳時間點是火星和地球?qū)R時，但是這個窗口很小，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)會顧問委員會成員愛麗絲?戈爾曼 (Alice Gorman) 指出，在探索月球時，始終存在從地球或者中繼太空站提供營救、補給品的可能，“但是在火星上沒有這種可能”。
致命性太陽耀斑
同時，長途跋涉會導(dǎo)致人類暴露在太陽耀斑之下，這是太空旅行中最恐怖的現(xiàn)象之一。太陽耀斑是太陽系中最強大的爆炸類型，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間不會超過幾天。
“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”登月計劃就沒有遇到這個問題，因為它可以抓住機會在避開太陽爆發(fā)活動時執(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途跋涉幾個月時間，有可能會碰上太陽耀斑。
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”。但問題是如何偵測太陽活動，尤其是背對地球的另一面。“我們?nèi)绾尾拍芴岣咛仗鞖忸A(yù)報的準(zhǔn)確率，讓它準(zhǔn)確到足以向宇航員發(fā)出通知?”他問道，“我們的現(xiàn)有能力不足以從不同角度觀察太陽以追蹤太陽風(fēng)暴。”
沙塵暴
輻射也是火星旅途中需要解決的一個問題。火星大氣層要比地球稀薄得多，沒有地球的磁氣圈，所以人類在火星表面會面臨暴露在太陽和宇宙輻射的風(fēng)險。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)暴會產(chǎn)生遮擋太陽的塵埃云。
雷諾解釋稱，在遭遇這種風(fēng)暴時，火星表面就像半夜一樣，會持續(xù)兩個月。“如果你在那里使用太陽能電池板供電，你很可能活不下來。你沒有足夠的能源保持溫暖。”他表示。
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，一個解決方案就是使用火星塵埃來保護(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避難所。這些熔巖洞是在遠(yuǎn)古時代遺留下來的，那時火星上還有火山噴發(fā)活動。
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。
“它們的長勢不錯。”她表示。這個想法的初衷是，藻類或許能夠在由柔性材料制成的溫室中成長，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)造食物來源，還能制造氧氣。目前，這一研究仍處于初級階段。
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，火星上確實有一些地下冰或許可以轉(zhuǎn)化為水資源，未來的火星任務(wù)需要使用雷達(dá)來繪制它的分布圖。“一旦你知道冰的位置，這里可能就是你派人登陸火星的地方。”她表示。
如何返回地球?
除非你只想有去無回，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。”
一個潛在解決方案是，利用火星上的資源來制造燃料。首先，用電把水從地下冰和含水巖石中分離出來，然后把氫氣和氧氣混合在一起制造火箭燃料。
樂觀派認(rèn)為，科學(xué)家遲早會解決這些問題。
“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 50 年至 100 年后的答案可能就不一樣了。”
