搬到火星——或者其它星球?可能吗?

文章作者:bianji3 | 2018-06-07
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如果地球前景不妙,火星或其它地外行星能成为“地球2.0”吗?

  当前人类探索外太空寻找类地行星,对于解释地球的起源和生命的起源,以及寻找适合人类生存的星球具有科学价值。“通过人类探测发现的众多类地行星,诸如人类发现的‘小表弟’和‘大表哥’等类地行星,可以对比参照研究地球的过去和未来,尤其是通过‘大表哥’,可以让我们看到地球未来的景象。”郑永春说,类地行星与地球将会有着接近的自然属性,而人类对于地球的过去和将来知之甚少,通过对比研究其他类地行星有助于我们更好的认识地球。

        虽说抵达火星本就是一个重要目标,但开展这一壮举还有另一条难以抗拒的原因。科幻作品中关于人类固守地球的反乌托邦未来的描述比比皆是。比如想象小行星撞地球的《天地大冲撞》、《世界末日》,讲述机器人战争的电视剧《太空堡垒卡拉狄加》和《终结者》系列电影,描述医学和人口过多问题的电影《人类之子》和《极乐世界》,此外还有诸多描绘自然或人为灾难的电影。

  科幻作品激励了第一批火箭先驱者开展地外探索。在20世纪早期推动液体火箭发展的罗伯特·戈达德(Robert Goddard)显然就是科幻爱好者,因为他自己也写了一些科幻小说。上世纪六七十年代的阿波罗登月系列火箭设计师沃纳·冯·布劳恩(Wernher von Braun)从童年时期便热爱阅读科幻小说,50年代还和迪士尼共同创作过关于航天飞行的科普电影。

      据报道,SpaceX公司CEO伊隆·马斯克(Elon Musk)有一个愿景:早日将人类送上火星。今年猎鹰重型火箭成功发射、并将一台特斯拉送上太空时,世界已经为之惊叹不已。而与他计划用来开展火星探索的火箭相比,猎鹰重型却又显得小巫见大巫了。

  而只要稍微了解一下太阳系,就能明白我们为何要借鉴科幻小说、多多关心地球的未来。不仅科学家需要这样做,所有人都理当如此。月球、火星、以及许多没有大气的卫星上都布满了陨石坑,这些都是过去数十亿年间、由太空陨石和其它小型天体留下的痕迹。

  可别以为地球有厚厚的大气层就能高枕无忧了,恐龙的遭遇就是个例子。约6600万年前,一颗直径10至15公里的大型小行星或彗星撞上了地球,造成了恐龙的灭绝。车尔亚宾斯克事件也刚刚过去五年多而已:一颗直径17米的陨石在俄罗斯上空爆炸,造成多人受伤和房屋受损。

  NASA倒是开展了积极的小行星搜寻项目,并制定了一些应对小行星威胁的计划,但光准备应付这些入侵者还远远不够。地球还面临着另一个更可怕、且无法避免的威胁。再过四五十亿年,太阳在耗尽所有氢元素、开始进行氦聚变之后,便会膨胀为红巨星,逐步吞噬水星与金星,渐渐逼近地球。到时地球将被烤成焦炭,要么被抛出地球轨道,要么被太阳吞入腹中。无论是哪种情况,对地球上的人类和生命而言都不是个好消息。

  飞往火星

  在科幻小说中,火星是逃离地球后的理想去处。这一开始是因为人们认为火星上也许生活着类似人类的物种。1877年,意大利天文学家乔瓦尼·夏亚帕雷利(Giovanni Schiaparelli)报告称,在火星表面观察到了“水道”,但没说它们是天然形成的还是人造的。不过,美国科普作家帕西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell)在20世纪初做了进一步研究,为水道的存在提出了一些解释。他认为,这些水道也许是火星人为缓解干旱而修建的排水装置。(这些“水道”(或译为“运河”)后被解释为望远镜造成的视错觉,因为火星探测任务发现火星表面并无这些结构。)

  这一奇想对该时期的科幻小说造成了巨大影响。如1898年由H·G·威尔斯所著的《世界大战》一书,描写了火星人入侵地球的故事。(该作品曾在1938年被美国改编为广播剧,并在2005年拍摄为电影,由汤姆·克鲁斯出演。)埃德加·赖斯·巴勒斯(Edgar Rice Burroughs)于1912年出版了《火星公主》一书,此后又创作了一系列火星相关作品(他将火星叫做Barsoom),书中幻想了多种火星生物。

  人类探索促进团体“火星协会”(The Mars Society)创始人罗伯特·祖布林(Robert Zubrin)表示,火星总有一天会像科幻作者想象的那样、成为一颗有人居住的星球。有许多作品描绘过这样的未来,2015年马特·达蒙出演的《火星救援》和1990年施瓦辛格拍摄的《全面回忆》就是两个例子。

  但为什么科幻作品中的太空探索似乎比实际容易得多呢?祖布林指出,这部分程度上与我们的心态有关。

  “距哥白尼提出日心说已经过去了五百年,但大多数人还将地球称作‘世界’,将头顶上的部分称作‘天空’,仍然持有这类地心说观念。”祖布林指出,地球只是太空中的一部分,但我们在日常生活中很少意识到这一点。

  祖布林称,我们通过近地轨道和月球到达火星的途径是一种逐步推进的思路,就像让一支远征队走一百多公里就停下来、然后等下一支远征队多走一点一样,进展过于缓慢。

  “如果有人问你‘太空有什么重要的?’,这就好像某个小村子里的人问‘世界上其它地方有什么重要的?’一样,这种问题本身就莫名其妙。”祖布林表示。因此他大力提倡人类到其它星球寻找地球上没有的资源、知识、或庇身之处。但与此同时,我们也应当对火星保持关注,因为这是我们借当今科技最可能抵达的星球。

  “最重要的一步便是决定迈出这一步。这正是伊隆·马斯克即将开始的壮举。”祖布林说道,“NASA当然也有人想这么做,但作为一个机构,它一直在拖自己的后腿,让政府有充足的借口拒绝他们迎接这一挑战。”

  搬到火星——或者其它星球?

  祖布林在1991年发表过一篇名为《直达火星》(Mars Direct)的论文,且之后一直在丰富这一想法。他建议采用直飞火星的方式,尽量不在轨道上重新组装宇宙飞船。采用现有的推进系统,宇宙飞船可在六个月内抵达火星,相当于宇航员在国际空间站上一次所待的标准时长。

  头几次任务将把旅行者们需要的大部分食物和水等生活供给送往火星,同时也会带去一些生存装置,如温室和居住设施等,使后续任务能够更加“自给自足”。(祖布林指出,早期火星探索者的食物将以带去的肉为主,未来的探索者则将受资源所限、食用更多蔬菜。)他表示,“火星协会”设立的“火星沙漠研究站”和“闪线(Flashline)火星北极研究站”正是为预测真实的火星家园而设计的。

  返回地球的宇宙飞船将以由火星上的二氧化碳和水合成的甲烷和氧气作为推进剂。祖布林称这是成本最低的推进剂组合,不过纯氢氧组合的排气速度更高。

  但火星存在一大问题:它和地球的区别有点大。诚然,人们也许可以借技术应付各类风险,可以勉强存活。火星上的日夜长短也和地球差不多。但火星引力只有地球的三分之一,空气也不可用于呼吸。就算火星存在地表水,数量也极为稀少。月球上情况更糟,引力仅为地球的六分之一,一天的时间更长,并且根本没有空气。

  “这些地方并非一定要大规模移居不可。”美国史密森尼学会国家大气与空间博物馆的退休馆长罗杰·劳尼厄斯(Roger Launius)表示。他预言,等到本世纪末,人类也许已经在月球或火星上建立了类似于如今南极科考站的研究所。

  但要想真正为人类找到新家园,我们还要追寻《太空堡垒卡拉狄加》的脚步,寻找另一个地球。否则,出生在月球和火星上的孩子将从小生活在低重力环境中。劳尼厄斯指出,由于人类身体是专为地球设计的,这也许会对他们的发育造成意外影响。

  但抵达其它可能有“地球二号”的恒星可能耗时甚久,除非我们能找到超越光速的方法,或设法让人类在宇宙飞船上代代相传。此外还可以通过“冬眠”延长宇航员寿命(就像《异形》和《阿凡达》等电影中一样),或模仿《星际迷航》中的做法,将人体与机器人相结合,以延长生命。

       当前人类对于类地行星观测和地外生命研究,关系到未来人类是否可以移民外星球等现实命运问题。同样,有助于解答人类的命运问题:宇宙中是否有其他适于生存的星球,生命如何起源,人类的存在是否是独特,是否有其他的生命

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