星際漫遊：根植在人類心中的流浪火種
阿盟說
四百年前，開普勒在給伽里略的信中寫道：「我們應該建造適合飛向神聖天空的船與帆，然後也會有這樣的先驅者，面對無邊的太空，他們毫不退縮。」人類已經進入大航天時代，他們將從地球出發，走向星辰大海。
本文原載於「科學人」，經授權轉載
卡爾薩根是（Carl Edward Sagan，1934～1996）是美國著名天文學家、科普作家、科幻小說家，曾任美國天文學協會行星科學學會主席、美國地球物理學會聯合會行星學會主席，曾獲美國航空航天局特別科學成就獎，兩次獲得公共服務獎和航空航天局辦法的阿波羅成就獎。美國天文學會行星科學學會為紀念他設立了卡爾薩根獎，並於1998年開始頒授。
2016年，卡爾薩根獎被授予中國學者鄭永春博士，鄭永春博士是第一位獲得該獎項的中國人。
2016年10月，經過數月的籌備，鄭永春博士與騰訊新聞的工作人員一起，進行了一次TED式的科普演講，講述了關於人類對太陽系探索的故事。
1977年8月20日，旅行者2號從美國肯尼迪航天中心發射成功，半個月後的9月5日，旅行者1號也踏上征途，開始了對太陽系的探索。接連的兩次發射可以說是在與時間賽跑：176年一遇的行星連珠，讓飛行器可以藉助引力彈弓效應從一顆行星甩向另一顆行星，用一次發射達到四顆行星，這是旅行者們唯一的發射機會。
行星連珠及旅行者1、2號飛行路徑示意圖。
同樣在1977年，科幻大片《星球大戰》的上映在全球掀起了太空熱潮，人們討論著太空、銀河、飛行器。然而在旅行者號發射之前，人們對太陽系裡行星們的了解非常少，只有少數幾張稍微清晰的木星照片，至於天王星和海王星，還只是望遠鏡中暗淡的小白點。直到1990年的情人節，在卡爾薩根的堅持下，旅行者2號調轉鏡頭，才拍到了唯一一張太陽系全家福。
旅行者2號拍下的太陽系「全家福」。
從57年前月球1號探測器發射到神舟十一號返回地球，人類對太空的探索從未停歇。深空探測並非一項容易的工作，無論是技術上還是從時間周期上，都異常艱難。據統計，一個足夠幸運的科學家，一生中也只能參加兩個半的深空探測項目。如此艱辛的一項工作，卻又有無數科學家前赴後繼參與其中。那麼，我們為什麼要走向深空？未來一百年我們將走向哪裡？我們如何走向那裡？中國首位卡爾薩根獎得主鄭永春博士在他的演講中回答了這三個問題。
一、我們為什麼要走向深空？
從旅行者2號拍攝的照片上看，地球只是太陽系中一粒懸浮在陽光中的微塵。人類腳踏著這顆星球堅實的大地，倚靠它的供給繁衍生息。然而從整個太陽系中看去，這個人類唯一的家園卻十分的脆弱。2013年一顆小行星撞擊在俄羅斯的車裡雅賓斯克，導致了1500人受傷，7200棟房屋受損，而這只是一次非常小規模的行星撞擊事件——在進入大氣層之前這顆小行星的直徑僅有18m，撞擊後最大的一塊隕石碎片也只有一顆瑜伽球那麼大。當這顆18m直徑的小行星以相對地球幾萬米千米每小時的速度撞擊過來時，已造成如此嚴重的影響，如果換作一個1km直徑的小行星呢？它的威力相當於幾百顆原子彈同時爆炸，會帶來大規模的自然災難。
2013年小行星撞擊俄羅斯時受損的房屋。
這種撞擊在太陽系中屢見不鮮：月球上直徑大於1km的撞擊坑就有三萬三千個，地球上雖然相對少得多，但也已經發現了176個撞擊坑。
太陽系星體上的撞擊坑
這176個撞擊坑中，最出名的一個位於墨西哥灣尤卡坦半島。那次撞擊發生於6500萬年前的白堊紀晚期，沒錯，就是它引發了大規模灰塵進入平流層，整個地球被灰塵覆蓋，繼而降溫、冰凍，曾經獨霸地球的恐龍，就這樣滅亡了，從那次浩劫中存活下來的物種現在都被人類尊稱為「活化石」。
除了小行星撞擊，超級火山爆發、超級地震、超級海嘯、地球磁場倒轉、超級太陽爆發，人類對這些災害中的任何一種都毫無抵抗之力，更不要說還要面臨三體星人的入侵和二向箔的威脅。
所以，我們發明強大的太空望遠鏡、進行深空探測，並不是因為其他星球比地球更美好，而是希望為人類找到一個滅頂之災到來時保存火種的避難所。
二、未來一百年我們將走向哪裡？
中國的航天科技起步比較晚，20年前的1996年，當美國和前蘇聯已經爭相發射多枚探測器進行月球研究的時候，剛進入大學的鄭永春還在勞動課上琢磨著怎麼把糞球搓圓，而月球研究在當時的中國是比現在北大古生物還要冷門的專業。
幸運的是，在鄭永春畢業前，中國也開始了月球探測的工程，鄭永春進入國家天文台開始了他對月球科學的探索。
到目前為止，人類已經進行了230多次太陽系探測。這230多次深空探測中，離得最近的月球去了110多次，稍遠的金星和火星各四五十次，再遠的木星和土星去了不到十次，更遠的天王星和海王星就只有旅行者2號去過。
圖中每一條紅線代表一次太陽系探測，每一條都要耗資數十億到上百億人民幣。
200多次的探測結果是，整個太陽系的8大行星、5顆矮行星、165顆衛星當中，只有火星有可能經過改造實現大規模移民。
火星是一個什麼樣的星球呢？它的直徑是地球的一半，重量是地球的十分之一，引力是地球的三分之一。由於大氣壓非常低，火星上的晝夜溫差極大，晚上最冷的時候有零下100攝氏度，但夏天正午的赤道地區，溫度可達20攝氏度，非常舒適。火星上還有一年四季，冬天的時候南北極冰蓋擴大，整個星球表面非常清晰，而到了春天，則被沙塵暴籠罩，分不清地形，冰蓋也開始縮小。
觀測到的火星冬季和春季。
火星上到底有沒有生命，至今還是一個謎，但人類已經開始了向火星移民的努力。1996年，卡爾薩根離開了這個世界。在他離世前的一個月，錄下了一段留給未來火星移民的錄音，在這段錄音里他說：「也許我們登上火星是因為我們必須如此，因為進化在我們心中埋下了流浪的火種，畢竟我們來自狩獵者、採集者，我們在地球上99.9%的時間都是浪子，而流浪的下一站就是火星。」
卡爾薩根留給未來火星移民的信。
三、我們如何走向哪裡？
然而去火星並不是想去就能去的。從時間上來說，火星發射窗口期每780天才會出現一次，也就是說要2年零2個月才有一次最佳的發射機會。去程需要航行6個月的時間，而來回一趟完整的旅程則需要3年左右。除此之外，還有各種各樣其他的難題需要解決，比如降落傘如何在稀薄的大氣中使登陸器減速、來自宇宙射線和太陽耀斑粒子的威脅以及如何降低星際運輸成本等等。
成功登陸火星之後，吃什麼、喝什麼、住在哪裡也是需要解決的問題。
《火星救援》中馬特達蒙飾演的植物學家在火星上成功種出了土豆，這並非只是因為馬特達蒙的主角光環。實際上，科學家們已經用模擬的火星土壤成功種出了土豆，而且有科學家相信，火星上種的土豆會比地球上的產量更高、品質更好。
《火星救援》中男主角Mark在火星上種土豆的場景
雖然目前人類還沒有在火星上找到可用的水源，但是我們已經知道在火星的土壤中含有大量的水，也許我們可以通過加熱土壤或者打井來取水。如果這兩種方式都不行，還可以用除濕機來抽取空氣中的水。但無論如何，火星上的水是非常寶貴的。據悉，神舟十一號搭載的兩名航天員在太空中時無論是洗澡水還是洗腳水，都要收集起來循環利用，就像一位航天員曾說過的：「我今天喝下去的咖啡，就是用昨天喝過的咖啡沖的。」
鳳凰號挖出的淺溝里出現了水滴。
有土豆吃、有水喝，還需要解決住的地方。除了像電影里那樣帶太空艙到火星拼在一起當別墅以外，還可以利用火星上的資源蓋房子。火星土壤中有一種的紅色粘土可以用來燒磚，粘土也可以加水變成砂漿，有轉、有砂漿，我們就可以在火星上建造窯洞，為了阻擋太陽輻射和宇宙射線，窯洞上方再堆蓋三米厚的沙土，就完成了一個火星之家。
這種方式無疑十分符合祖布林的理念。身為美國火星協會主席、被稱為「火星狂人」的羅伯特祖布林在1996年出版了一本書叫做《趕往火星》的書，書中描繪了如何利用火星上自由的資源、「輕裝上陣」地實現火星移民計劃，正如他所說的：「讓我們用『狗拉雪橇』的方式去火星！」
祖布林一直致力於火星移民計劃，在他的預想中，大約10年後人類會完成第一次火星探測，而首次登陸的10年後將建立永久的火星空間站。隨著著陸的太空艙不斷增加，火星殖民地將陸續建立並不斷增多。探險者們從建造溫室生產食物開始，逐漸能夠在火星上製造更多的物品而不再依賴地球運輸。與此同時，火箭的重複利用和星際運輸工具的開發使得地球到火星的運輸變的更加高效和廉價。
祖布林對火星移民計劃的設想
與祖布林同樣擁有移民火星這一雄心壯志並不斷為之努力的另一個人是大家所熟知的鋼鐵俠馬斯克。在馬斯克的計劃中，火星移民的進程則更快一些。馬斯克在最近的國際宇航聯大會上提出了他對未來4次火星發射窗口的計劃：2018年他的紅龍飛船將首次登陸火星，2020年通過貨運飛船向火星運送各種實驗和設備，2022年測試客運飛船，2024年首批火星移民即可前往火星。
相較於祖布林和馬斯克，鄭永春對火星移民的預計則保守得多：他預計未來20年人類會實現首次火星登陸，並在未來100年建成一個中等規模的火星城市，而將火星改造為適宜人類居住的星球則要在未來1000年中實現。
四、我們的征途是星辰大海
四百年前當人類發明望遠鏡之後，伽里略第一次把它對準了天空，透過它看到了月球上的環形山、木星的四顆衛星和一個宏大的宇宙。
同樣是四百年前，開普勒在給伽里略的信中寫道：「我們應該建造適合飛向神聖天空的船與帆，然後也會有這樣的先驅者，面對無邊的太空，他們毫不退縮。」
也許火星只是一個開端，一個人類散居太陽系各處的起點。卡爾薩根曾說：「在過了一段短暫的定居生活後，我們又恢復古代的游牧生活方式。我們遙遠的後代們，安全地布列在太陽系或更遠的許多世界上……」「他們將抬頭凝視，在他們的天空中竭力尋找那個藍色的光點。」「他們會感到驚奇，這個貯藏我們全部潛力的地方，曾經是何等容易受傷害。我們的嬰兒時代是多麼危險，我們的出生是多麼卑微。我們要跨越多少條河流，才能找到我們要走的道路。」
鄭永春博士完整演講視頻
（編輯：婉珺、排版：Sol_陽陽）
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