HI-SEAS任務：宛若住在火星

□ 談纓

近年來，聯合遠征火星已經成為一個流行的概念。許多專家認為火星探測計劃擁有巨大的潛在市場，不論是科學家、企業家、探險家，還是其他任何人，將來都有希望去火星探索或旅行。

開展火星探測活動最積極的國家當推美國。自奧巴馬總統2009年上臺以來，美國的國家深空發展戰略轉向小行星和火星，旨在引領人類的太空探索。2010年4月，奧巴馬在肯尼迪航天中心發表演講稱，到2025年，美國政府希望新的遠程航天器能首次把美國航天員送到小行星上。到本世紀30年代中期，美國將把人類送上火星軌道，并安全返回地球，甚至登上火星。美國航宇局的任務重點已經跟阿波羅時代的任務有了變化：將征服太空轉變為殖民太空。美國航宇局技術專家大衛·米勒表示，美國航宇局探索火星并非任務終點，它只是人類實現永久太空移民的一個基礎。

我們很多時候會在電影、小說里看到有關描述未來人類移民外太空的情景。現實中許多人也都滿懷這樣的憧憬。鑒于現階段人類科學發展的最高水平，也許最可行的就是移民火星。畢竟這個與地球環境相似，相距不遠的太陽系星球，人類已經能夠通過探索衛星成功登陸了。再過幾十年，就會有人類踏上火星的土地。不過在研究火星移民之前，對于地球人來說，最安全的方式，就是在地球上尋找一處類似火星的地貌，進行真人模擬試驗，看一看將來如果真的移民火星，我們會遇到什么樣的問題和挑戰。

為此，美國航宇局資助夏威夷大學開展“太空探索類比和模擬計劃（HISEAS）”，研究并模擬人類到火星的太空飛行以及抵達火星居住生活的環境，以幫助長期太空旅行中的機組人員更好地適應，完成載人火星任務。

詳細研究目的是確定在飛向火星途中和不斷延長的火星停留任務周期中怎樣保持機組人員的快樂和健康。研究項目包括日常生活、食物、人的互動、行為、角色和表現等層面，太空飛行的其他方面以及火星任務本身也是主要焦點。HI-SEAS研究人員還開展機組人員日常活動部分其他相關課題的研究。

夏威夷大學牽頭進行這項研究，研究支持團隊的成員來自眾多大學和研究機構，如康奈爾大學、密歇根州立大學、亞利桑那州立大學、南佛羅里達大學、馬里蘭大學，藍色星球基金會和“太平洋國際探索系統”等。

根據HI-SEAS計劃，科學家們需要模擬火星環境中的生活，包括通信延遲、沒有電力、嚴格用水等。模擬地點坐落于夏威夷冒納羅亞火山紅色北坡一處廢棄采石場上的圓頂屋，此處有類似火星的地貌，海拔2400米，沒有任何物種，是沒有任何人文痕跡的不毛之地。火星模擬住宅即圓頂屋全名“夏威夷太空探索類比與模擬生境”，完全模擬火星環境，圓頂屋直徑約12米，內部分成兩層，里面有廚房、浴室、餐廳、食品儲存間及6間臥室，并配備有3D打印機等。

HI-SEAS任務包括食物、人的行為、角色、表現等。所以火星模擬任務的隊員要在教育、經驗和態度等方面具備像航天員一樣的素質，從世界范圍幾百位申請者中挑選出來參加火星模擬任務的隊員們需在雙層圓頂屋里吃飯、睡覺、工作、運動和休息，分別進行為期4個月、8個月，甚至1年的試驗任務。

火星模擬住宅沒有窗。覆蓋屋頂的乙烯塑料是半透明的，在火星模擬住宅中能看見一點外面的光亮，但光線不是直接照進來的，而且很微弱。這意味著在模擬火星住宅中，能夠見到的大多數日落是灰色的。

模擬試驗期間，小組無法得到新鮮食物，要連接上網也會受到限制，敲擊鍵盤后要等待20分鐘才有反應，這是在太空中可能出現的情形。試驗期間，除非進行“太空行走”，否則隊員們禁止離開火星模擬住宅。此外，他們必須穿上航天服方可外出，那里沒有新鮮水果，沒有海風，陽光十分微弱。

HI-SEAS第一階段任務從2013年4月16日至8月13日；第二階段任務從2014年3月28日至2014年7月25日，持續120天；第三階段任務從2014年10月15日開始，至2015年6月13日結束，每個任務階段的6名模擬航天員都要經歷4個月或者8個月的火星模擬棲息生涯。

HI-SEAS每個階段的任務都有所側重，第一階段試驗任務主要集中在食物方面，目的是研究可供長時間太空任務使用的航天食品。簡單地說是為了解決“吃”的問題：為去火星執行任務的航天員提供耐存儲的脫水烹飪原料是否有意義？航天員自己動手烹調是否可行？食品問題的重要性可能會超出你的想象。在長時間的任務過程中，對從袋子里擠出來、只需添水和加熱就可食用的方便食品，航天員會感到厭倦。他們會減少熱量攝入，導致體重減輕。這些對任務執行和身體健康都不利，在前往那個紅色星球需要耗時多年而又充滿危險的旅程中尤其如此。作為這次模擬火星任務的隊員，他們制作和食用兩種飯菜：只需添水和加熱就可食用的方便食品，和用脫水花椰菜、米飯和罐頭肉之類的耐存儲原料烹制而成的飯菜。通過記錄體重、活動強度、熱量消耗等指標，回答每天的調查問卷，提供一個較長階段的有用數據。

第二階段任務主要集中在心理、溝通、行為、表現和隨著時間變化對團隊行為認知因素的影響等一系列問題上。隊員的挑選上也注重要擁有冷靜的頭腦和容易相處的特質。隨著任務的不斷進行，專家希望看到他們如何相處以及相對于任務的掌控能力。還有一個潛在的隨著任務時間延長會出現的問題，即情緒壓抑等心理障礙的出現。模擬試驗也不像開始那樣有趣了，尤其是在感覺任務結束還很遙遠的時刻。任務試驗中還存在著模擬小組和地面控制人員之間的溝通障礙，這是此類任務中經常發生的問題。還有一類通常存在的溝通障礙，任務支持人員了解模擬小組此時的經歷，但任務支持人員考慮的是為什么我們想要的工作模擬小組卻沒進行。任務中還測試了一項技術，這項技術不能記錄小組隊員的每一句話，但能追蹤到他們聲音的音量及隊員間的距離，從而了解一個隊員是否是孤立的，是否在某些隊員之間存在著矛盾和爭執。

在研究過程中，外面的研究人員評估機組人員的通信策略，機組人員的工作量和工作分擔，沖突管理方法確定和解決沖突在長時間太空任務中是成功最重要的因素。

研究目標集中在測量這些關鍵因素可能對三個或更多機組人員的功能和行為有所貢獻，評估這些因素對機組人員功能和行為的影響，評估這些因素對不同時間任務的相對影響，對潛在對策的建議和介入措施，最優化機組人員的功能和行為。

在模擬試驗任務中，隊員們會定期進行艙外任務，模擬航天員穿著由巨大的防生化服改制而成的模擬航天服，在居住艙附近嘎吱作響的玄武巖地面行走。履行正常維護，考察該區域地質、微生物情況以及稍微活動一下筋骨的艙外活動，這時隊員盡管要隔著有色的塑料面罩，也能有幸地看見太陽。

參加火星模擬任務的隊員要像航天員一樣生活和工作。烹飪、用餐和洗碗之余，開展各自的項目研究，包括實地測試機器人探測器，繪制有助于存儲食物等的居住艙熱度圖，測試抗菌織物，艙外活動進行巖層及地質學等方面的探測、研究，還有管理一個網站。

在密閉空間里共度4個月、8個月，甚至1年是不小的考驗，他們一塊練體操、練瑜伽，另外有一臺只能在好天氣使用的太陽能走步機和定置腳踏車以緩解壓力。

6月13日剛結束第三階段任務，從圓頂屋走出的6位試驗員做的第一件事就是大吃渴望已久的美食。過去的8個月他們天天吃冷凍食物。據報道，下一次為期一年的HI-SEAS任務預計將在今年8月份開始，各項準備工作也在有序地進行中。

人類什么時候移民火星現在還不得而知，但隨著技術飛速發展和各種準備工作的開展，移民火星的真實畫卷會越來越近地在我們面前展開！