人类登陆火星有多难?马斯克剑指2026年靠谱吗?(图)

宇航员在火星上栖息的效果图

在美国“毅力号”和中国“祝融号”火星车先后登陆火星后，火星探索又迎来一波热潮。然而，目前的火星探索仍停留在探测器时代，人类什么时候才能抵达火星呢？亿万富翁埃隆·马斯克(Elon Musk)的目标是最快在2026年将人类送往火星。彭博社发文称，这可能是迄今为止最危险的人类探索行动，可谓九死一生。

以下是综合分析：

1969年，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)迈出了“人类的一大步”，成为第一个踏上月球的太空人。半个多世纪后，另外一场太空竞赛正在升温。这一次，孕育着地球人希望的新边疆是火星。

北京时间2021年2月19日，美国宇航局(NASA)的“毅力号”成功登陆火星杰泽罗陨石坑，成为第五辆成功登陆火星的火星车。接近三个月后的5月15日，中国“天问一号”火星探测器搭载着“祝融号”火星车成功在火星乌托邦平原着陆，首次成功执行火星着陆任务，也成为继美国后第二个成功登陆火星的国家。



祝融号和毅力号火星车

问题是，人类何时才能跟上探测器的脚步，登上火星呢？过去几十年的无人登陆火星任务已经传回了大量信息，包括火星上存在水冰，这更加令人相信人类是有可能登上火星的。但是有多快？我们准备好了吗？

马斯克要在2026年登陆火星

NASA计划在本世纪30年代的某个时候将人类送往火星。阿联酋的“希望号”火星探测器目前正在环绕火星飞行，该国正在宣传其制定的100年殖民火星计划。尽管中国称将人类送往火星是其长期目标，但是急于体验火星生活的人可以去戈壁沙漠的火星模拟基地提前感觉一下。

在所有火星登陆计划中，最具野心的可能就是亿万富翁马斯克了。这位SpaceX创始人想要在这个十年(2020至2029年)内将人类送往火星。马斯克在去年接受采访时称，他有信心在2026年执行载人登陆火星任务。然而，许多科学家警告称，深空跋涉要面对许多未知问题。马斯克也承认这一风险，表示“很难在那边滑雪橇”。

上周末，马斯克在回应网友的“大过滤理论”(Great Filter)时称：“成为多星球物种是最好的过滤器之一。只有现在，也就是地球诞生45亿年后，是有这种可能的。这个登陆火星的窗口能够开多长时间不确定，可能很长，也可能不是。为了以防是后者，我们应该现在就得行动。”“大过滤理论”认为，文明越先进，自我毁灭的可能性就越大。



马斯克的推文

“老实说，一开始可能会有一群人死去。”马斯克在接受X Prize基金会创始人彼得·迪曼蒂斯(Peter Diamandis)采访时称。

长途跋涉

“阿波罗”登月计划的宇航员在几天之内就能飞抵月球，但是前往火星需要花费6个月至9个月时间。

由于地球和火星运行的都是椭圆形轨道，所以它们之间的距离是不断变化的，介于3500万英里(约合5633万公里)至2.49亿英里(4.01亿公里)之间。太空旅行的最佳时间点是火星和地球对齐时，但是这个窗口很小，这让登陆任务变得更棘手。

澳大利亚弗林德斯大学副教授、太空产业协会顾问委员会成员爱丽丝·戈尔曼(Alice Gorman)指出，在探索月球时，始终存在从地球或者中继太空站提供营救、补给品的可能，“但是在火星上没有这种可能”。

致命性太阳耀斑

同时，长途跋涉会导致人类暴露在太阳耀斑之下，这是太空旅行中最恐怖的现象之一。太阳耀斑是太阳系中最强大的爆炸类型，一次爆发产生的冲击波相当于1亿颗氢弹爆炸。地球上的磁场可以保护在轨道上的宇航员，但是深空旅行者在遇到这种辐射后存活时间不会超过几天。

“这是非常可怕的死亡方式。”伦敦威斯敏斯特大学生命科学学院教授、天体生物学专家刘易斯·达特内尔(Lewis Dartnell)表示，他从事与火星生命有关的研究。



太阳耀斑

“阿波罗”登月计划就没有遇到这个问题，因为它可以抓住机会在避开太阳爆发活动时执行为期几天的登月任务。然而，登陆火星需要在太空中长途跋涉几个月时间，有可能会碰上太阳耀斑。

达特内尔称，如果位置得当，飞船上自带的水箱可作为防护罩。一旦发生太阳耀斑，宇航员可以撤回到由水箱环绕的飞船版“战栗空间”。但问题是如何侦测太阳活动，尤其是背对地球的另一面。“我们如何才能提高太空天气预报的准确率，让它准确到足以向宇航员发出通知？”他问道，“我们的现有能力不足以从不同角度观察太阳以追踪太阳风暴。”

沙尘暴

辐射也是火星旅途中需要解决的一个问题。火星大气层要比地球稀薄得多，没有地球的磁气圈，所以人类在火星表面会面临暴露在太阳和宇宙辐射的风险。而且，密歇根大学教授尼尔顿·雷诺(Nilton Renno)还指出，火星表面大部分是尘埃，巨大风暴会产生遮挡太阳的尘埃云。

雷诺解释称，在遭遇这种风暴时，火星表面就像半夜一样，会持续两个月。“如果你在那里使用太阳能电池板供电，你很可能活不下来。你没有足够的能源保持温暖。”他表示。

香港大学研究火星宜居性的副教授约瑟夫·迈克尔斯基(Joseph Michalski)表示，一个解决方案就是使用火星尘埃来保护自己，在避难所里内衬填满火星土壤的沙袋，可以屏蔽辐射。人类或许还可以返回洞穴居住的本源，在火星上的众多熔岩洞里中找到临时避难所。这些熔岩洞是在远古时代遗留下来的，那时火星上还有火山喷发活动。

食物、水和氧气

在2015年的好莱坞卖座电影《火星救援》中，马特·达蒙(Matt Damon)扮演的宇航员陷入困境，利用他自己的粪便给火星土壤施肥，成功种出了土豆。

相比之下，内华达大学副教授伊丽莎白·豪斯沙特(Elisabeth Hausrath)在火星上从事耕种的野心要小得多。过去一年半，NASA一直支持她在模拟火星条件下种植雪生藻类上的研究。雪生藻类在内华达沙漠以及地球上其他高海拔、低养分环境中很常见。

“它们的长势不错。”她表示。这个想法的初衷是，藻类或许能够在由柔性材料制成的温室中成长，该柔性材料和太空服使用的材料类似。在这种条件下种植海藻不但能够创造食物来源，还能制造氧气。目前，这一研究仍处于初级阶段。



中国火星模拟基地，一名穿着太空服的女子

科学家们仍需要解决人类如何获得在火星上生存所需要的足够的水。美国西南研究院行星地质学家维多利亚·汉密尔顿(Victoria Hamilton)表示，火星上确实有一些地下冰或许可以转化为水资源，未来的火星任务需要使用雷达来绘制它的分布图。“一旦你知道冰的位置，这里可能就是你派人登陆火星的地方。”她表示。

如何返回地球？

除非你只想有去无回，否则登陆火星的人类需要乘坐火箭返回地球。迈克尔斯基称，如何找到燃料驱动飞船返回太空将是准火星探索者面临的最大技术障碍。

“我们不能自己携带返程燃料，”他表示，“它太重了。”

一个潜在解决方案是，利用火星上的资源来制造燃料。首先，用电把水从地下冰和含水岩石中分离出来，然后把氢气和氧气混合在一起制造火箭燃料。

乐观派认为，科学家迟早会解决这些问题。

“当前，它肯定不是我们能够生活的地方，”阿联酋穆罕默德·本·拉希德航天中心火星2117计划经理阿德南·阿尔亚斯(Adnan AlRais)表示，“但是随着科学技术的发展，未来50年至100年后的答案可能就不一样了。” 阅读原文