夏威夷島上的火星生存模擬

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近期對於火星大氣改造的辯論異常激烈，而這僅僅是火星殖民眾多難點的冰山一角！雖然困難重重，我們探索火星的步伐從未停止，登陸火星只是時間問題！

位於夏威夷的太空探索模擬基地

Credit：NASA

前往火星的宇航員將在地外生活很長一段時間：從地球到火星往返大約需要一年時間（註：不同的相對位置，不同的飛行路線，航行時間變化很大），宇航員還會在火星上工作一段時間。因此，我們需要在火星上搭建一個維持壓力的生存艙，宇航員同時也需要穿宇航服外出工作。為了應對這些情況，2013年美國宇航局在夏威夷莫納羅亞山建立了夏威夷太空模擬探索模擬項目(簡稱Hi-SEAS)。2018年2月，第六期成員開始為期8個月的研究，並且包括了很多洞穴探索活動。

Hi-SEAS基地位於夏威夷最大的活火山莫納羅亞北坡，海拔2400米，這裡曾經是一個廢棄的採石場，土地貧瘠，植被稀少，到處都是縱橫交錯的熔岩，這種地貌和火星極其相似。

2016年四月Hi-SEAS的航拍照片

Credit：NASA/Hi-SEAS

基地位於1800年前的火山噴發岩漿流形成的地表上，相比其他區域的熔岩流要古老很多。經過長期的風化作用，表層只有稀薄的灰土。自2013年開始，基地一直保持6名成員。基地主體是一個兩層穹頂結構，直徑10米，內部使用面積約93平米。其中，最主要的是底層，使用面積約81平米。穹頂的第二層就是一個閣樓挑高設計，這樣可以有更高的空間，避免長期居住的幽閉恐懼。即使是這樣，對於6人長期生活來說，空間依然算是狹小。第四期成員克里斯蒂娜·海尼克在2016年8月完成為期1年的任務後，是這樣描述的：「與世隔絕，成員們相依為命。我們不停的進行研究工作，並處理問題。這裡沒有超市，我們的生活供給全部通過「海運罐頭」（sea can）獲取。為了模擬真實環境，我們與外界通訊有20分鐘的延遲（這是電磁波往返地球與火星之間的時間）。

穿著宇航服的工作人員在Hi-SEAS周圍活動

Credit：NASA/Hi-SEAS

如上圖一樣，出艙的活動要穿著宇航服，隊員們會探索熔岩、山洞和山體，就好比在火星要執行的任務。根據海尼克的回憶，為期6個月的任務，她一共探索了超過100個山洞。她在博客上發布了《漫步在紅色土地上》，描述了探索一個熔岩通道的情景。「我們經常會探索山洞，我們測量數據，檢查周圍岩石，要尋找適合疏散的避難所。我們認為在火星探索中，可能也會遇到這樣的熔岩管道，這個管道甚至可以用於躲避太陽風暴。並且很多地方火星車無法到達，必須人員探索。」

她還介紹：「這些山洞是天然的奇蹟，這種熔岩管道是火山爆發岩漿流動並冷卻固化而來的。此外，在山洞裡會有苔蘚和蕨類植物，我們今後在火星的熔岩管道內也有可能發現水，甚至原始生物。這些地方易於留存濕氣，可以為生物提供避難所。如果火星上曾經有生物，它們最可能在山洞中存活。」

火星馬呂斯山上的「天窗」

Credit: NASA/Goddard/Arizona State University

但是，最重要的仍然是隊員一同長期生活和工作，需要建立合作關係並長久保持健康心態。「這些模擬有助於未來的火星探險任務，但是前往火星的真實情況更加複雜，比如面對長期失重，宇航員必須更加辛勤的鍛煉才能維持骨骼和肌肉狀態。」

模擬訓練是艱苦的，出艙模擬既是工作也是一項鍛煉，隊員穿著的重達23公斤的宇航服在地形複雜的熔岩地貌探索。他們還會經歷好比火星般的極度乾燥情況。通過這些訓練，隊員可以適應並更加關注工作，並建立信任與合作關係。總之，這樣研究就是為了讓宇航員能夠在孤獨、受限和極端環境在完成工作。

2名第五期任務隊員正在模擬出艙工作。

Credit：NASA/Hi-SEAS

現在正在執行任務的是第六期成員，任務原定10月結束，但不幸的是，一位隊員懷疑觸電受傷，任務已被暫停，美國宇航局正在調查事故原因。目前，受傷的隊員已經出院，身體狀況良好。這次事故也再次警示項目組，火星任務情況複雜，我們必須有突發事件預案，假如這次事故發生在外太空或火星上，我們該怎麼辦？

Hi-SEAS基地的太陽能供電裝置

Credit：NASA/Hi-SEAS

Hi-SEAS技術支持和能源實驗室總監比爾·維京曾在學會上表示：「我們已經研究過在火星探索中的各種致命可能，我們會儘可能的避免這些情況。但真實的火星探索會更加複雜。比如水閥打開但沒有水，在外太空如果這個問題不能解決，宇航員將危在旦夕。」

Hi-SEAS及其他類似模擬項目，為我們最初的載人火星任務提供了寶貴經驗，也為長期值守任務打下基礎。這些經驗將有助於宇航員們在火星表面克服困難，更好的生存下來。

專欄打賞

『天文濕刻』 牧夫出品

微信號：astronomycn

2015年北京時間7月14日凌晨4點

由新視野號探測器拍攝的冥王星

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