準備好去火星

阿拉娜·塞米勒斯

在將來的某一天，當地球被戰爭、升高的海平面或者一顆小行星毀滅的時候，人類將會滅絕，一起消失的還有地球上的所有物體。

除非人類在太空中的某個地方建立棲息地。

美國航空航天局蘭利研究中心的高級技術專家帕特·特勞特曼說：“歷史已經證明，地球上發生了滅絕事件。我們需要為人類的未來建立第二個獨立的生物圈。”

這個想法聽起來可能有些異想天開，但是科學家正在為此努力，以便使其成為現實。我們應該如何利用地球大氣層以外的資源？在不久的將來或者未來幾個世紀里，我們在太空中的情況是什么樣的？就這些問題，我與航天工程師、企業家和研究人員進行了交談。

1.高速飛行

私人航天公司正在研發可重復使用的航天器，這將大大降低發射成本，因為這樣使我們不需要每次離開地球大氣層時都建造一艘新的宇宙飛船。例如，埃隆·馬斯克于2002年6月建立的太空探索技術公司已經發射了他們研發的可重復使用的宇宙飛船。這類航天器可能很快就會使商業太空飛行成為可能，比如英國維珍銀河公司和美國Xcor宇航公司等公司已經接受亞軌道飛行的預訂了。

美國Xcor宇航公司的發言人布萊恩·坎彭說，這樣的飛行器速度很快，比如他們公司的亞軌道飛行航班只需要30分鐘左右。在起飛以后5分鐘之內，乘客就可以進入零重力狀態；再飄浮5分鐘之后，他們將下降返回地球，這時乘客將經歷驚心動魄的30秒飛行——其感覺大概與坐過山車一樣，最后滑翔到地面。這些航班將在同一個地方起飛和降落，在未來幾十年內，成為最快捷的國際旅行方式，從美國的紐約飛到日本的東京只需要90分鐘。

2.擁擠的天空

隨著發射火箭的成本下降，越來越多的人將參與到航空航天事業中。現在，已經有大學和研究小組將立方體衛星（CubeSat）——一種與面包盒差不多大小、結構呈立方體的微小衛星——發射上天空。其成本只需要10萬美元，而普通衛星的發射成本通常高達數千萬美元。

然而，隨著越來越多的組織將衛星送入太空，碰撞事件將變得更有可能。1957年10月4日， 蘇聯在拜科努爾航天發射場發射了人類第一顆人造衛星“斯普特尼克”號。1967年，也就是10年以后，太空中就有大約2500個物體（包括衛星、廢棄火箭和碎片）圍繞著地球飛行。美國聯合太空行動中心（Joint Space Operations Center，該中心負責識別和追蹤太空中的物體）的指揮官約翰·吉爾斯上校介紹說，現在太空中飛行的物體已經有2萬多個。吉爾斯說，在太空中，一塊2厘米長的碎片就會對衛星造成巨大的傷害，其破壞力相當于一輛在地球上超速行駛的吉普車發生的碰撞。美國軍方正在開發一種名為“太空圍欄”的雷達系統（預計在2018年投入使用），其用途是跟蹤和觀測不斷增多的太空垃圾以及仍在軌道中飛行的小型和微型衛星，對即將發生的碰撞發出警告，并應對敵對者可能試圖摧毀全球衛星定位系統以及其他重要衛星的行動。

3.前往月球

雖然自1972年以后就沒有人再踏上月球了，但是中國不久前發射了一個月球車，而且計劃最終建立一個永久的月球基地。從許多方面來講，月球都是一個很好的棲息地——那里有水，而且它的土壤不僅富含礦物，還具有大量氧氣。同時，月球還可以成為我們探索太陽系其他星球的一個很好的中轉站。月球的重力大約是地球的1/7左右，因此在那里發射宇宙飛船需要的能量要少得多。

美國亞利桑那大學天文學教授、《超越：我們在太空的未來》一書的作者克里斯·英比認為，有一天我們可能會在月球表面建造一個“太空電梯”，以便讓月球上的飛船發射更加容易。所謂“太空電梯”，就是一條由超強材料制成的巨型錐形纜繩，能夠通往5.6萬千米的太空。太陽能驅動的電梯車可以順著纜繩開上去，將航天器送入月球的軌道。“半個多世紀以來，嚴謹的工程師一直在認真研究這個問題。”克里斯·英比說，“我們現在就可能建造太空電梯。”

4.火星任務

許多科學家認為，火星擁有大量的地下冰川，可能是人類永久移居另一個星球的最佳選擇。但是，在火星上生活也存在許多難以克服的困難：人類無法呼吸火星的空氣，火星頻繁發生的沙塵暴使得農業生產變得困難重重。太陽輻射是另外一個嚴重的問題；而且從火星上往地球發送信息（以光速傳播的無線電波）最快也需要20多分鐘才能夠到達，這還取決于這兩個星球所處的軌道位置。

不過，科學家、建筑師和工程師正在集思廣益，想方設法解決這些困難。例如烏克蘭的ZA建筑師事務所已經制訂了利用火星土壤建造房屋的計劃，我們還可以先發射機器人去火星建造房屋。有研究人員提出建議說，我們可以居住在火星地下的“熔巖管道”（可能是由火山形成的地下洞穴）中，因為這些洞穴可以保護人類不受太陽輻射和沙塵暴的影響，同時還能使溫度保持相對穩定。美國航空航天局正在測試一種可以部署在火星表面的充氣式棲息地。

克里斯·英比說，如果一群人在火星上生活了幾個世紀，很少或者根本沒有與地球聯系，那他們可能會進化，最終成為一個不同的物種。因為火星的重力很小，所以科學家相信，在那里生活的人類將會慢慢變得更加高大，心血管系統會逐漸變得更弱，體毛也會減少（因為他們必須待在室內或者穿宇航服，所以就不需要體毛的保護了）。另外他們還需要控制飲食，可能會導致牙齒變得更小。當然，這些都是假設人類可以在火星重力的環境中繁殖的前提下發生的——這還是

一個未經證實的假設。

5.未來的探索

在月球軌道上或接近月球軌道的地方，存在著幾個點，被稱為拉格朗日點。位于這幾個點的物體既不會被拉向月球，也不會被拉向地球。圍繞著拉格朗日點運行的空間站可能會長時間停留在一個地方，而不會飄走。

美國航空航天局蘭利研究中心的高級技術專家帕特·特勞特曼說，其中一個區域可以成為前往宇宙深處的宇宙飛船的停靠港口，就好像是太陽系中的鹿特丹港一樣。從地球上運輸補給和燃料的成本非常高，但是在機器人的幫助下，宇航員可以從小行星上取出一塊大石頭，將其拖到一個穩定的區域，然后開采其中的水和氧氣，進而將其轉化成火箭推進燃料。

矮行星谷神星是太陽系小行星帶中最大的小行星，那里可能蘊藏著大量的水資源。據專家初步推測，水占谷神星體積的40%，因此可以作為燃料補給的一個潛在基地。“如果火星不適合人類居住，那么木星系統（包括木星和它的衛星）可能是一個很好的替代選擇，因為那里也有水資源，而且大多數地區不受太陽輻射的影響。”帕特·特勞特曼說。

宇宙中含有數不勝數的恒星——僅僅是銀河系就至少有數千億顆恒星，而宇宙中存在數千億個銀河系。至于行星的數量則更多了。美國麻省理工學院行星科學和物理學教授薩拉·西格說，目前的技術還不能確定哪些行星適合人類居住，或者已經有人居住。但是到2018年，隨著耗資90億美元的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的發射，我們對銀河系的看法可能會變得更加清晰。這個空間望遠鏡將被送往距離地球160萬千米遠的地方，在那里它將尋找在其他行星的大氣中沒有的氣體，而這些氣體可能是由其他生命形式產生的。

發射探測器可能是確定是否存在地球外生命的唯一方法。但是，即使探測器以1/10光速飛行（一些物理學家認為這是可能的），到達40萬億千米遠的最近的恒星也需要大約43年的時間。（相比之下，以這種速度前往月球，大約需要13秒。）

一些物理學家認為，未來人類可以通過扭曲時空的方式來更快地到達遙遠的恒星——本質上來說，就是通過迅速擴大其后面的空間來推動宇宙飛船。但是這個理論還沒有得到證實，而且這個過程需要巨大的能量。盡管如此，許多科學家對太陽系外載人航天任務的可能性仍然持樂觀態度。“對此我毫不懷疑，這一定能夠實現。”帕特·特勞特曼說，“不過也許不是在我的有生之年。”