給你一張有去無返的單程票 你敢去火星生活么?
水是生命之源,火星上曾經也和地球一樣,有滾滾流淌的江河,可能也孕育過生命,但如今只能找到乾枯的河床和位於兩極的冰原。近日,一個火星探測器利用地面穿透雷達,發現在火星一處平原下蘊藏著豐富的冰層。這個名為烏托邦平原下的冰層有80至170米厚,面積達到了375000平方公里,而且純度也有50%。
這個發現對於了解火星的歷史極為意義,更重要的是,它能在未來給我們可能的火星移民提供幫助,是一個潛在的移民聚集地。我們攀過高峰,下過海底,月球上也插著父輩的旗幟,卻從未踏足火星。
我們幻想過各種火星人入侵的景象,當發現那裡一片死寂時,心裡又有一種莫名的失落,它讓人類認識到,作為一個生命整體,我們是如此孤獨。但是那個神秘、魅惑的紅色卻留給了人們太深的印象,夢魂牽繞,總想有一天能親眼看看那片土地。這篇文章從技術的可行性出發,看看我們做過哪些嘗試,離火星移民還有多遙遠。
你和我之間,有一個夢的距離
2個月前,身家億萬的企業家埃隆 馬斯克(Elon Musk)向世人勾勒出了一個大膽的行星旅行計劃,該計劃致力於在2025年將人類送上火星。在那場演講中,馬斯克不只是放放PPT,說說偉大夢想,他羅列出了一個具體可行的方案,包括怎麼用SpaceX將人送到火星,怎麼建立殖民地等技術細節,讓人聽了以後不覺一愣神:這傢伙難道是認真的?
工欲善其事必先利其器,去火星你首先得有工具,我們往火星上發過幾個探測器,它們大約需要經過6個月的航程才能達到火星。這個數字顯然不夠性感,半年的時間會消耗大量的補給,而重補給就意味著你得花更大的力氣才能飛到太空。
馬斯克說這不行,腦袋一拍,菊花一緊,決定將這個數字縮短到100天!怎麼做到呢?馬斯克給出的答案是玩票大的,造強推力的大火箭,名字都想好了,就叫「Big Fucking Spaceship」!
這個TMD大火箭到底有多大呢?看看底部就知道了,SpaceX目前採用的獵鷹9號火箭,它有9個引擎(Merlin);而TMD大火箭底部有42個引擎(Raptor),而且每個引擎的推力比上一代都要大3倍,真是夠Big,夠Fucking。
同時Raptor引擎採用了液氧甲烷為燃料,這種燃料更安全,但最重要的是,理論上人們到達火星後能就地取材,合成甲烷再飛回來。
獵鷹9號
TMD大火箭
當馬斯克介紹完火箭後,台下的小夥伴們都看呆了,馬斯克微微一笑,說還沒完呢,火箭有了,載人飛船也得High起來,所以我們要弄個「Big Fucking Spaceship」。TMD大飛船長50米,直徑達17米,單次可運載100人和450噸的貨物!
TMD大飛船和人的對比
馬斯克提出了一個分步走的戰略方針,首先用TMD大火箭把TMD的大飛船送到近地軌道上,這個過程大約為20分鐘,隨後火箭與飛船分離,返回陸地進行補給,重新發射一個燃料艙,燃料艙與飛船對接並為飛船補充燃料。
這兩個大傢伙將是人類有史以來最大的飛行器,而且它們都是能夠回收利用的,比如一個TMD大火箭就能重複使用1000次。按照這個節奏,40年就送足夠多的人和貨物,甚至在火星上建立一個真正的城市。我聽後第一個感覺就一個字:虛!馬斯克只是給出了一個大體的構想,這其中有太多環節可能出問題:
第一,輻射。前往火星的過程中會有很多的輻射,什麼 、 、 等各種你都叫不出名字的宇宙射線,真的會閃瞎鈦合金狗眼。這不是幾塊厚鋁板或太空服能阻擋的了的,前蘇聯宇航員瓦連京曾在太空中呆了211天,大量的輻射導致他的雙眼因白內障而失明。
還有就是到達火星後的輻射,火星的大氣層非常稀薄,也沒有磁場的保護,太陽輻射會直接作用在地表,「好奇號」火星車曾對火星的輻射做了評估,根據數字反饋,人在太空艙內部受到的累積輻射劑量相當於每隔5到6天做一次CT全身掃描。而對於強大的輻射可能造成的危害,馬斯克甚至在發布會上卡了殼,沉思了一會才表示:「這只會輕微提高患癌症的幾率」。
第二,微重力。飛往火星途中是0重力,每個月會讓人喪生20%的肌肉物質和1.5%的骨密度喪失。而火星上的重力只有地球的38%,長期處於低重力的環境下會出現什麼結果,我們不得而知。
第三,選址問題。馬斯克在演講中隻字未提火星的降落地點,我們開篇提到的平原是一個不錯的選擇,遠離極點的嚴酷環境,而且還有冰。但是平原也有缺點,它缺乏峽谷、火山口或是其他岩壁帶來的輻射保護,而如果建造一個地下城,難度可想而知。
第四,怎麼降落。接著剛才的茬,火星的大氣非常稀薄,大約是地球的1/100,這意味著飛船會失去大氣層的減速效果,以極高的速度沖向地面。參照目前NASA(美國宇航局)的技術,大致有降落傘、反衝火箭、球形包裹氣囊、天空起重機這4種方式。
但是這些方式都有一個重量上限,目前NASA可以將850公斤的飛行器安全降落,這已經是極限了。但在馬斯克的計劃中,降落到火星的飛船將有450噸重,這完完全全就不是一個概念。
軟氣囊著落系統
第五,心理問題。人類是群居動物,長期遠離人類社會,在狹小的空間中日復一日,焦慮、疲倦和長期的工作壓力都會產生各種心理問題,讓組員之間產生矛盾分化,早期「禮炮7號」空間站上的兩名蘇聯宇航員,就曾陷入一種彼此視而不見的局面。
此外還有資金來源、發射周期、火星燃料工廠種種問題,整個計劃聽著像那麼回事,但其中有太多的變數和未知數,細思極恐。馬斯克自己也坦言,最早參加探索火星計劃的人要準備好接受死亡的結局,他本人可能也不會參加火星之旅,因為喪命的可能性非常高,而他希望看著自己的子女長大成人。
馬斯克的火星移民有多遙遠?也就是一個夢的距離。
風蕭蕭兮易水寒,壯士一去兮不復還
火星一號是一家來自荷蘭的非盈利公司,曾經有20萬名,來自全球各地的人報名了它的火星移民計劃。火星一號計劃的預測耗資為60億美元,它自身並不是一家航空企業,不生產任何火箭或太空梭,所有的設備都由第三方提供,它本身充當了一個旅行社或培訓基地的角色。
這個計劃對所有人開放,被選中的4人會接受為期10年的訓練,最初一批火星殖民者的生活會非常艱苦,它們會花大量的時間來搭建基地、培育作物、維修設備、收集數據。而且,它只提供一張單程票,第一批踏上火星表面的人將在那裡終老。
單程票的原因在於成本,政府的航空項目很多時候有一個政治屬性,航空局沒有自主權,它的錢來自政府撥款,政府的預算來自於納稅。冷戰時代,由於政治上的需要,蘇美兩個超級大國展開了前所未有的太空競賽,全國人民熱情高漲,哪怕自己勒緊褲腰帶也得給火箭發射亮綠燈,而正是這種瘋狂的政治鬥爭,成就了人類太空史上的「黃金時代」。
冷戰的結束給這種熱情潑了盆冰水,之後挑戰者號的悲劇也讓美國的航天事業出現了一個長達10年的真空期。政府是頂要面子的,他們不會讓自己的宇航員有去無回,被千夫所指,而往返票就意味著成本的翻倍提高,這種巨額的財政支出如果在政治上撈不到什麼好處,掌權者對於移民火星這種事就沒有多大興趣。
但是落到私企頭上時,他們就少了很多顧慮,對於風險係數的敏感度更低,可以以志願者的方式招聘那些「有覺悟」的人,也能顯著降低成本。火星一號的優勢也在這裡,它們不需要像NASA那樣雇一大波人對飛船進行徹頭徹尾的把控,他們只需拿出一個方案,採用外包的形式尋找各個部件的供應商,像蘋果手機那樣把各地的零件拼接起來。用別家的零件拼接一架火箭遠比自己從0造要便宜的多,同時無需給志願者發工資,也不用買太空保險。
但是費用依然存在,而火星一號的解決辦法也是夠奇妙:他們準備搞一場超大型真人秀!這檔節目會記錄宇航員訓練的方方面面,從地球的訓練開始,到火箭發射,再到火星上的生活,全程24/7的不間斷直播,就像《楚門的世界》那樣,通過賣廣告和轉播權來收錢。
玩的再狠點甚至可以開賭博網站,人們可以在網上進行競猜和下註:火箭會不會爆炸?誰會第一個瘋掉?他們會不會搞基等等。直播會收多少錢呢?火星一號希望的數字是80億美元,但是截至目前,沒有一家電視台對於這檔子節目表示過興趣。
此外火星一號還在眾籌網站IndieGoGo上進行了眾籌活動,口號是「捐助我們,實現人類的火星夢,成為開拓者的一份子」。目前的捐助總額為60多萬美元,能買一輛超級跑車。而據一些外媒爆料,包括SpaceX等在內的航天技術公司從來就沒有和火星一號達成什麼正式的合作。
沒有錢,沒有技術,沒有具體的計劃步驟,很多媒體指責火星一號是一場徹頭徹尾的騙局,而在2014年,一個來自MIT(麻省理工大學)的獨立研究小組對火星一號披露的計劃和技術進行了研究,結果指出,就目前的計劃來看,第一批火星移民不出幾個月就會死光光。
按照計劃,Mars One明年會正式開始為期10年的宇航員培訓,火星一號會繼續騙10年?還是用10年的時間來證明自己不是個騙子?
在20萬申請者中,有科學家、太空人、地質學家、工程師、飛行員和普普通通的人,明明知道是有去無回,他們是怎麼想的呢?當年George被問到為什麼要冒著生命危險去挑戰珠峰時,他說了一句擲地有聲的話:Because it s there,因為它就在那裡。這話在火星上也同樣好用,這種精神是根深在我們DNA中的東西。
從另一個角度看,撇開什麼民族自豪感,展現國家綜合實力這些屁話,就個人來說,踏上火星的人會紅遍全球,和那些搖滾明星一樣Rock,一樣受追捧。而既然去到了另外一個行星,就意味著他們可以不服從地球上任何一個國家的任何一條法律,這幫人可以撰寫自己的法律,有自己的作息時間,用自己的姓氏給那裡的山川和峽谷命名,想幹嘛就幹嘛。
你瞧,這和哥倫布的探索不是一回事,這些申請者不是開發新航向,他們將要建造的,是一個嶄新的文明。一位叫Erica Meszaros的人在自己的申請上寫道:「我想看到太陽在全新的地平線升起,高掛在一片全新的天空。我為此可以不惜一切」。
但是很少有人知道這個文明的代價是什麼,它意味著你再也沒機會和自己的愛人相擁入眠,或者和好朋友一起笑到岔氣;再也吃不到老媽做的那盤你最愛吃的菜,沒辦法在夏日享受那拂面的微風,沒有辦法把腳趾伸進溫暖的沙灘。
它意味著你不能把大雨後那清涼的空氣深深吸進肺里,也再也沒機會去到地球的角落,去拍拍企鵝的胖肚皮,或者聽聽鯨魚那深遠、空靈的叫聲。
這跟你去月球呆上半年的感覺完全不同,當你盯著漆黑宇宙中那個蔚藍的星球時,所看到的不僅僅是一個天體那麼簡單。因為你知道那裡有家,你心裡會默默數著回去的日子,你也知道很多人在等你回去,會有一頓溫暖的大餐,一個長久的擁抱,或者一隻拚命搖著尾巴的狗。
但當你在火星時,家這個字眼已經化身為腳下的紅色土地,這比蹲監獄還要痛苦,那是一種前所未有的的孤獨和永遠也看不到的希望。
穹頂之下的伊甸園
火星移民很重要的一點就是要有一個完全封閉的環境,來幫助人們抵禦劇烈的冷熱交替、沙塵暴、和高濃度的二氧化碳,人類在地球上模擬過很多的封閉生態圈,最有名的應該要算美國的生物圈2號了。
1987年,一堆生物學家、科學家、建築學家和環境學家聚到一起,力圖複製生物圈一號(地球)的模樣,於是他們在生態圈2號內安置了雨林、草原、海洋、農田、荒漠等等,完全是一個微縮世界的模樣。同時還帶入了4000多個物種,力圖達到生態多樣性,因為我們知道,物種越單一,整個生態系統倒塌的可能性也就越大。
1991年,8個人進入了這個1.3萬平方米,大約有8層樓高的巨型建築,這個建築與外界完全隔離,不但門窗進行了嚴格的密封處理,連地面之下也澆鑄了厚達兩米的混凝土。這8個人每天自己種植物、喝循環水、呼吸植物產生的氧氣,其目的就是看看人類能否在自己建造的生態圈中存活。
當年這個項目引發不小的轟動,被媒體稱作是繼阿姆斯特朗登月後,人類的另一大步。開始時人們信心滿滿,初期的封閉生活也不錯,有成員甚至花了4個月的時間通過餵養山羊弄出了乳酪,最後還做出了一大盤Pizza。
不過好景不長,各種問題接踵而來,室內二氧化碳濃度大幅波動,導致大氣和海水變酸;病蟲害失控,螞蟻飛速增長,用於授粉的蜜蜂卻全部死亡,29種頸椎動物也只活了6種。
生物圈2號受到了廣泛關注
8個人每天忙著種地、除蟲、清理,食物有限且種類非常單一,經常食不果腹。一名成員表示:她用自己的糞便給紅薯營養,她呼出的二氧化碳供紅薯發育,然後她幾乎每天都吃紅薯,這種感覺很奇怪,就好像你在吃自己一樣。
最要命的是空氣中的含氧量從21%降到了14%(科學家把矛頭指向了土壤中的微生物,它們吸入氧氣呼出二氧化碳,但植物卻沒能將額外的CO2利用起來,因為CO2和水泥牆產生了化學反應),這導致8名成員都處在半窒息的狀態,時時刻刻都是剛跑完100米賽跑的感覺。
玻璃的一側,是一個與世隔絕的世界
生存的艱難也讓成員之間出現了分歧,團隊分成了兩撥,互相基本不說話,他們在2年後離開了這個「隔離區」,之後人們嘗試解決先前的問題,但總是按下葫蘆浮起瓢...
生態圈2號斷斷續續大約持續了10年,都以失敗而告終。生物圈2號其實更多的是對於地球自然生態系統的模仿,如果進行火星移民,可能我們並不需要有海洋和螞蟻,以生存為根本,保證起碼的生命所需元素就可以了。但是迄今為止,我們依然沒有辦法在一個完全封閉的環境中做到水和空氣的完美自循環。
人造海洋
負責人John Adams並不認為這是一次失敗,而是一個學習的過程,他總結道:「我們學到很多東西,但其中最重要的一點,是對於這個星球的無知,我們可以用科學去慢慢尋找答案,但是冥冥之中你感覺這一切都是上帝的傑作」。
地球生態圈與生態圈2號的對比
上帝的傑作...生物圈2號的本意就是要證明我們可以脫離地球的庇護而存在,但一切塵埃落定後,留下的不是人定勝天的狂妄,而是對於自然的深深敬畏。它讓我們意識到自然生態系統是多麼複雜和精細,那種微妙的平衡不是能一朝一夕能模仿地來的,人們所設想的火星伊甸園最終可能會成為一個墳墓。
把地球的生態系統帶到火星都這麼困難,更不要說那些火星生態改造計劃了,在我看來那真的是一種不自量力,還屬於Science Fiction(科學,幻想)小說中的情形,而且Fiction遠遠大於Science。
也許我們再也不會在宇宙中找到這麼溫暖祥和的安居之地了。
為什麼我的眼裡常含淚水?因為我對這土地愛得深沉
到目前為止,人類一共有40多個火星登錄計劃,其中一半已經宣發放棄,人類在通往火星之路上踩過了很多坑,未來還會有更多的坑等著我們。不知誰會在火星表面留下第一個足跡,但從目前來看,那可能會是一段「向死而生」的旅程。
但是這種探索又是必要的,地球孕育了我們,但不會養育我們一輩子,所以我們將目光投射到遙遠的星空,想像著另一片家園,等待著羽毛豐滿的那一天。
在《星際穿越》中,老教授一直念叨著一首詩,希望在地球毀於一旦之際,人類能無所畏懼,乘坐著諾亞方舟,繼續以一個物種而存在:
Do not go gentle into that good night
不要溫柔地走進那個良夜
Old age should burn and rave at close of day
生命不能被消沉的暮色淹沒
Rage, Rage against the dying of the light
怒斥,怒斥光明的隕逝
但是我有一個不同的希望,我希望去火星的目的是人類好奇心的自然驅使,是人類技術水平的自然延伸,而不是讓人去送死,或者把火星看做地球被破壞後的一個備胎。
我希望當宇航員衝破平流層,回過頭來看地球時,目之所及不是一個滿地廢墟的垃圾場,一個滿目瘡痍的廢墟,或永生不會再踏回的土地。
我希望他們看到的,是漆黑宇宙中的一盞明燈,一個永遠都能被稱作「家」的地方。我希望第一批踏上火星的人會有抱有希望,能夠溫柔地走進那個良夜...
來源:鎢絲科技
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※我所有的義無返顧,都是你
※?人生是一個無返的旅途,有且只有一次
※人離皆復會,君獨無返期。遠方的你,生日快樂
※你好,6月26日 ▏我所有的義無返顧,都是你。
※香消無返——記七月花神李夫人