通往火星之路還有多遠(yuǎn)？

前段時(shí)間，“移民火星”計(jì)劃引起了全球的普遍關(guān)注和廣泛議論。

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

一顆神秘的星球，為何會(huì)吸引全球的關(guān)注？登陸火星的夢(mèng)想背后，有著怎樣的人文驅(qū)動(dòng)？探索火星，對(duì)于我們的生命觀、世界觀、宇宙觀又將產(chǎn)生什么樣的影響？

為此，著名科普作家卞毓麟從科技的角度為讀者“解密”火星。

人類為什么要探索火星？

再也沒(méi)有別的行星像火星那樣酷似地球了

雖然“移民火星”計(jì)劃看起來(lái)很不靠譜，但公眾報(bào)名之踴躍確實(shí)有些出人意料。為什么人們對(duì)火星的興趣這么大？人類為什么要探索火星？

“這個(gè)問(wèn)題令我想起500多年前的哥倫布，他曾以為橫越一望無(wú)際的大西洋就能到達(dá)印度。雖然結(jié)果并非如此，他卻發(fā)現(xiàn)了‘新大陸’。”卞毓麟解釋說(shuō)，在500多年后的今天，火星就成了人類新的“新大陸”。現(xiàn)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(lái)。地球上再也沒(méi)有任何人類足跡不能抵達(dá)的大陸了。

天文學(xué)家開(kāi)始把目光轉(zhuǎn)向地球之外，首先考慮的是月球。月球距離地球不過(guò)384-400千米。20世紀(jì)中葉至今的人類活動(dòng)中，開(kāi)發(fā)月球占據(jù)著顯赫的一席。

早在20世紀(jì)60年代，“阿波羅號(hào)”宇航員就已登上月球，美蘇為首掀起了探月高潮。為什么不繼續(xù)更有效地開(kāi)發(fā)、利用這塊“新大陸”？

卞毓麟說(shuō)，因?yàn)樘綔y(cè)發(fā)現(xiàn)，盡管月球有豐富的資源和能源，但月球表面沒(méi)有任何大氣，是超高真空狀態(tài)。月球上沒(méi)有聲音，也沒(méi)有生命，是一個(gè)死寂的世界。人類需要再往遠(yuǎn)處看。

在太陽(yáng)系中，金星和火星是地球的近鄰。金星上的環(huán)境條件過(guò)于嚴(yán)酷，表面溫度超過(guò)450℃，異常濃密的大氣中充盈著硫酸液滴，探測(cè)和開(kāi)發(fā)的難度很大。只有火星，有望成為繼月球之后人類的又一塊“新大陸”。

火星的地殼板塊運(yùn)動(dòng)不劇烈，所以不會(huì)發(fā)生大地震

很多人并不知道火星是太陽(yáng)系中與地球最相似的行星。

“順著太陽(yáng)從里往外數(shù)，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(zhǎng)一點(diǎn)，約多出37分鐘。”卞毓麟說(shuō)，另外，像地球一樣，火星上有大氣，有水（已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(yáng)“轉(zhuǎn)圈”，與地球最近時(shí)，是5500萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)達(dá)4億公里，這在天文尺度上是很近的距離。火星上有太陽(yáng)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(yùn)動(dòng)不劇烈，所以這顆行星上面不會(huì)發(fā)生大地震。

隨著對(duì)火星的了解與日俱增，人們?cè)絹?lái)越覺(jué)得它仿佛就是一個(gè)小型的地球。就許多方面而言，再也沒(méi)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(xué)家就對(duì)它越是關(guān)心，社會(huì)公眾對(duì)它的興趣也就越大。

通向火星我們?cè)撛趺醋觯?/p>

“十步走”，步步震撼

按照“移民火星”計(jì)劃，2023年將把第一批人類送往火星。從一開(kāi)始人們就質(zhì)疑，這張時(shí)間表是不是太快了？對(duì)此，卞毓麟說(shuō)，我國(guó)估計(jì)有望在2030年前對(duì)火星進(jìn)行無(wú)人著陸探測(cè)并采樣返回。而按照各國(guó)航天機(jī)構(gòu)的初步打算，宇航員“登火”大約將從本世紀(jì)30年代開(kāi)始實(shí)施。

卞毓麟解釋說(shuō)，人類飛向火星、甚至定居火星是一個(gè)極其漫長(zhǎng)坎坷的過(guò)程，我把它概括為“十步走”，每實(shí)現(xiàn)一步都是了不起的科技飛躍。

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(lái)是天穹上的一個(gè)小亮點(diǎn)，它那暗紅的顏色很容易使人聯(lián)想到鐵和血，所以古代西方人就把它和戰(zhàn)爭(zhēng)之神聯(lián)系起來(lái)。火星在國(guó)際上通稱“馬爾斯”，這正是古羅馬神話中戰(zhàn)神的名字。

到17世紀(jì)初，天文望遠(yuǎn)鏡誕生了。人類在望遠(yuǎn)鏡中觀察到了火星。但由于地球大氣和火星大氣的雙重干擾，無(wú)論用多大的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)火星，終究只是“霧里看花”。所以，人類邁出了第三步——“近距離偵察”。1965年，火星探測(cè)器“水手”4號(hào)、6號(hào)和7號(hào)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(fù)返了。

讓探測(cè)器環(huán)繞火星運(yùn)行，對(duì)火星進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，這是第四步。1971年11月，“水手9號(hào)”進(jìn)入環(huán)繞火星轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道，成為火星的第一顆人造衛(wèi)星。它拍攝的照片清晰地表明：火星上有大量酷似干涸河床的特征，但并不存在人工開(kāi)鑿的“運(yùn)河”。

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(hào)”飛船的著陸器相繼登上火星，在火星表面拍照、采集土壤和巖石樣品、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，使人們對(duì)火星的了解又前進(jìn)了一大步。

但是，“海盜號(hào)”探測(cè)器沒(méi)有機(jī)動(dòng)能力，只能停留在原地工作。1997年7月，“火星探路者號(hào)”探測(cè)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——“火星漫游”。

大規(guī)模移民火星，需要怎樣的科技支撐？

建一個(gè)可供成千上萬(wàn)人棲息的“火星移民點(diǎn)”

目前，人們最熟悉、最近發(fā)射的火星探測(cè)器應(yīng)該是“好奇號(hào)”。卞毓麟說(shuō)，去年8月“好奇號(hào)”成功降落在火星表面，展開(kāi)為期兩年的火星探測(cè)任務(wù)。但是到目前為止，所有的火星探測(cè)器都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)返航。我們對(duì)火星的土壤和巖石樣品所進(jìn)行的分析，都是由小型的自動(dòng)化儀器在火星上就地完成的。人們?cè)缇拖氚鸦鹦菢悠纺没氐厍颍筛鲊?guó)科學(xué)家通力合作進(jìn)行“會(huì)診”。這一愿望就是我們尚未實(shí)現(xiàn)的第七步，也許會(huì)在未來(lái)10年中成為現(xiàn)實(shí)。

什么時(shí)候人類才能親自登上火星？

卞毓麟說(shuō)，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(xué)家們預(yù)期，在未來(lái)30年內(nèi)，第一批宇航員會(huì)光臨火星。

從少數(shù)宇航員“登火”到大規(guī)模地移民火星，需要怎樣的科技支撐？

卞毓麟說(shuō)，人類必須要在火星上建立功能越來(lái)越齊全的火星基地——這是第九步。這種基地起先是供少數(shù)宇航員工作和生活的小型實(shí)驗(yàn)室和宿舍，后來(lái)逐步發(fā)展起一個(gè)個(gè)可供成千上萬(wàn)人棲息的“火星移民點(diǎn)”。每個(gè)火星基地和移民點(diǎn)，都必須專門用人工方法營(yíng)造一個(gè)局部的生活環(huán)境。

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地生存下去

能否從根本上把整個(gè)火星改造成適宜人類生存的又一塊新大陸？

對(duì)此，卞毓麟說(shuō)，這就是人類移居火星的最后一步——“火星地球化”。科學(xué)家們有不少大膽設(shè)想。例如，用二氧化碳、氯氟烴與氨共同產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，將火星表面的溫度提高到接近冰點(diǎn)，逐步引進(jìn)各種微生物和動(dòng)植物。這時(shí)大氣中的水蒸氣、由遺傳工程改造過(guò)的植物產(chǎn)生的氧氣，以及表面環(huán)境的微觀調(diào)控，都將使溫度進(jìn)一步上升，變得對(duì)地球生命更為友善。這樣，火星整體環(huán)境會(huì)逐漸變得適宜于人類，直到人類不依靠保護(hù)裝置就能定居。

“當(dāng)然，只有對(duì)火星的了解遠(yuǎn)比今天更充分時(shí)，人類才能既負(fù)責(zé)任又有把握地改造它的環(huán)境。衡量人類是否有資格使其他天體地球化的重要指標(biāo)，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于人類和其他生物很好地生存下去。”卞毓麟說(shuō)。