飛往火星的單程票

李慶康

讓地球人著迷的火星

在太陽系中，沒有哪顆行星能像火星那樣讓地球人著迷。火星是距地球最近的一顆行星，也是與地球最相似的一顆行星。火星的半徑比地球的一半略多一點（3397千米），其自轉軸傾角和自轉周期（24小時37分）也與地球相近，其公轉一周約為地球公轉周期的兩倍（687天）。

以二氧化碳為主的火星大氣十分稀薄（密度還不到地球大氣的1%），因而熱量無法保存，氣壓也很低。火星表面溫度極低，平均溫度零下55℃，日溫差大于100℃，夏季溫度17℃～22℃，冬季零下123℃～零下133℃。火星上也有四季交替的氣候變化。火星表面沒有穩(wěn)定的液態(tài)水體，兩極有以水冰和干冰為主的極冠，而且上面覆蓋的干冰會隨季節(jié)消長。

火星被稱為紅色的行星，因為火星表面覆蓋著巖石碎塊、沙塵及富鐵黏土（即赤鐵礦）而呈現(xiàn)出鐵銹紅色，另外還有赭色的礫石地和凝固的熔巖流。火星上常有猛烈的大風，形成可以覆蓋全球的特大型沙塵暴、移動的沙丘，每次可持續(xù)數(shù)個星期。火星現(xiàn)在沒有全球性偶極磁場（只有多極磁場），不能阻止高能射線粒子直接轟擊火星表面。

對火星的空間探測始于20世紀60年代。迄今為止，一共進行了40多次火星探測，其中約有2/3是失敗的，足見火星探測充滿巨大風險。目前人類在火星基本物理參數(shù)、火星空間與表面環(huán)境、大氣層、電離層、磁層、地形地貌與地質構造、火星表面物質、火星內部結構等方面取得了巨大的成就。

為什么人類對火星充滿濃厚興趣？

太陽系內除了地球外，火星是最有可能存在生命的天體。

大約40億年前，火星表面存在過水，甚至可能有過河流、湖泊和海洋。后來，火星表面的水可能沉入火星地表以下;或者由于火星引力小，水蒸發(fā)成氣體，逃出了火星的大氣。

適合進行比較行星學研究和太陽系起源與演化研究：如火星磁場與地球磁場的比較研究、火星大氣和氣候變化與地球氣候變化的比較研究、火星臭氧洞和地球臭氧層的比較研究。

火星上有豐富的資源，如風能，地熱，可用二氧化碳和氫制造甲烷燃料，也可用氫同位素進行核發(fā)電等等;火星上有火山活動和水流沖擊形成的各種金屬富礦。

火星上的綠黏土和火山灰，有利于植物生長;火星大氣中有足夠的二氧化碳氣體，可提高植物光合作用的效能，使農作物獲得比地球上更大的豐收。火星上到處都是氧化鐵等氧化物質，可還原出氧氣。

下一個偉大而艱巨的任務是人類登上火星。

美國國家航空航天局（NASA）計劃在2031年左右實現(xiàn)載人登陸火星。

火星一號則宣稱2023年就能實現(xiàn)“火星定居”。

火星一號移民計劃

火星一號是總部設在荷蘭的一家非營利組織。2012年，火星一號提出了驚天動地的移民計劃，宣布要在2025年以前在火星上修建第一個人類居住地。

這一任務最初會送2男2女共4名宇航員去火星，他們肩負著“10年之內在火星上建立殖民地”的使命。地球人抵達火星后將不再被接回地球，只能在那里度過余生。2013年，火星一號宣布公開征集前往火星的地球人。征集發(fā)布后，全球有200586人報名。2014年5月，火星一號宣布從這20多萬份申請中篩選出705名（418名男士和287名女士）。接下來，候選人將接受挑選委員會的面試，展示其知識、才智、適應能力和個人品行等。目前，火星一號正在和媒體洽談，準備現(xiàn)場直播面試，讓這705位候選者和廣大觀眾分享他們的故事。

根據(jù)火星一號計劃，這705名候選人未來幾年將參加移民火星的各項培訓，并在多輪篩選中最后決出20～40名候選人，分期分批出發(fā)，代表人類定居火星，其中首批2男2女宇航員將在2023年4月踏上征程。

火星一號公司為了這一計劃萬無一失，預計在2016年向火星發(fā)射一顆通信衛(wèi)星和一個補給系統(tǒng)。2018年運送一輛火星車登陸火星表面，探索擁有相對較佳居住條件的理想位置，并在接下來的7年內，在火星表面探索居住場所，裝載相關補給系統(tǒng)，并建立火星居住基地。

雖然大眾覺得火星一號的“單程票”殖民計劃有些瘋狂，但該計劃得到一些科學家（包括諾貝爾物理學獎獲得者）、航天員、工程師的支持，在大眾中引起了強烈反響。一名來自舊金山的女士希望自己是第一個死在火星上的人。一位丈夫得知妻子執(zhí)意要成為火星一號候選人后發(fā)表支持感言：愛她就讓她去火星吧。

火星探索之旅并不孤獨

俄羅斯也制定了雄心勃勃的火星探測計劃：按照他們的安排，2035年前將進行載人火星探測。

美國航空航天局有自己周密的探索火星路線圖：2013年到2020年間發(fā)射能將火星物質樣本帶回地球的探測器，最終在2031年2月派宇航員遠征火星，但是有雙程車票。

火星一號的巨大挑戰(zhàn)

目前，火星一號存在很多巨大的挑戰(zhàn)。

不知在何處的巨額資金。根據(jù)火星一號計劃，初始補養(yǎng)可能需要發(fā)射6次宇宙飛船來完成，但麻省理工學院認為至少需要15次才能完成初次補給任務。僅這一項運輸花費，與宇航員的運送一起就達45億美元，而開支必將隨著其他成員和補給的增加而飆升，少則幾百億，多則上千億。但目前巨額經(jīng)費還沒有著落。

火星上怎么維持補給。2014年10月，美國麻省理工學院的工程師們發(fā)明了一個居住地分析工具來評估火星一號任務的可實現(xiàn)程度。

工程師們用系統(tǒng)論方法分析火星一號任務，評估了該任務的眾多基本面，比如居住條件、生命支撐系統(tǒng)、備用件需求以及運輸，還深入考察了每個成本對整體系統(tǒng)工程的貢獻度，模擬結果表明依據(jù)現(xiàn)有技術，在火星上生存不樂觀。

基于國際空間站宇航員的典型工作日程、活動水平和新陳代謝率，研究人員模擬出火星移民的一天需要消耗約1.27千焦熱量，而種植農作物需要大約200平方米的土壤，但火星一號計劃只估計出了50平方米。按照該項目的計劃，如果農作物在移民居住點種植，會產(chǎn)生不安全的氧氣含量，超過防火安全臨界值，這要求持續(xù)生產(chǎn)氮氣來降低氧氣水平。時間一長，會導致氮氣罐消耗殆盡，讓居民點因自然泄漏面臨缺乏氣體補償?shù)奶幘常罱K導致在68天內第一批居民窒息而死。可能的解決方案，應該發(fā)展至少兩種技術，一種是能消除多余氧氣的技術，另一種是隔絕出單獨溫室種植谷物的技術。令人驚訝的是，最便宜的選擇，竟是從地球家園運輸所有食物。

研究組還進行了一個針對備用器件供應的綜合分析，火星上想要某個備用件時，地球要每26個月一次地發(fā)射，然后再等上180天的飛行才能拿到。如果能在當?shù)刂圃靷溆眉『芏嗍拢?D打印技術可以讓移民在火星上制造備用件。但這個技術目前發(fā)展得還不夠高級，還不能重復制作尺寸精確且擁有足夠功能的太空備用件。

此外還有生命支持技術的問題，遙遠艱險的長途飛行對宇航員生理和心理影響，空間環(huán)境包括火星環(huán)境如輻射、大氣、微引力對人的生理和心理影響等等。

由此可見，項目的技術可行性評估及花費評估得出的結果很不樂觀，該計劃看起來真令人有些氣餒。

火星一號計劃試圖跨國界、跨政府撬動市場資金購買已有的空間技術（能否買到還不一定），攢出一趟單程車票的火星之旅，是娛樂？是商業(yè)炒作？是騙局？還是確實能夠如期成行，現(xiàn)在不得而知。但它確實吸引了世人的眼球，喚起人們探索宇宙空間的熱情，激發(fā)大家的科學興趣，而且私人機構參與提升公眾太空意識，或許可以創(chuàng)造或設計一些新技術，幫助未來的團隊成功登陸火星。因此，無論火星一號計劃能否成功，人類從該創(chuàng)舉中都將獲得意義重大的收獲。