《紐約時報》曾大加嘲諷的夢想,40多年後不得不為之正名:偉大的事在開始時都似乎是不可實現的
每一件偉大的事在開始時看上去都是不可能實現的。
2016年,歐洲航天局與俄羅斯航天署合作的「火星太空生物」(ExoMars)計劃正式啟動,軌道飛行器「微量氣體探測器」(TGM)順利發射升空。2016年4月24日,中國國家航天局宣布火星探測任務已經批准立項,預計在2020年左右發射一顆火星探測衛星。加之2012年8月成功登陸火星表面的「好奇號」不斷傳來振奮人心的消息,一時間,全世界的目光都轉移到這顆紅色星球上。火星到底有何魅力,讓各國宇航局摩拳擦掌,讓眾多私人企業躍躍欲試?
TED科技領域最受歡迎的演講者,《發現》雜誌前總編斯蒂芬·彼得拉內克,對這個全世界最關注的問題,給出了目前最全面、最的詮釋。
征服火星並不是21世紀才產生的念頭,早在1926年,「現代火箭之父」羅伯特·戈達德就提出,火箭可以幫助人類實現登陸月球的夢想。隨後,導彈之父馮·布勞恩(運載「阿波羅11號」登月飛船的「土星5號」正是布勞恩的傑作)於1952年出版了《火星計劃》。《火星計劃》一書是馮·布勞恩這位科學天才的思想精華,極富前瞻性,詳細闡述了如何實現登陸火星的各種可行性方案。
但遺憾的是,馮·布勞恩和羅伯特·戈達德的研究領先於那個時代太多,很多人都無法理解,因而無端遭受了很多媒體的負面宣傳和批評,甚至受到了當時無法理解他們理論的權威人士的指責。在戈達德指出火箭可以實現人類登陸月球之時,這條新聞登上了《紐約時報》的封面頭條,但同時該報社論文章對戈達德的觀點進行了嘲諷。(直到40多年之後,「阿波羅11號」被發射的第二天,《紐約時報》才公開刊登了更正聲明。)
商業大咖的火星夢
常規來看,航天事業似乎一直都是各國政府才會涉足的領域,因為需要耗費巨額的成本。但商業世界總是不乏「瘋子」,馬斯克無疑是我們這個時代眼光最長遠的企業家。在放棄斯坦福大學一個博士生項目7年之後,他賣掉了自己參與創辦的Paypal和Zip2,投資建立了太空探索技術公司(SpaceX)。馬斯克對於人類一再否認對地球環境的破壞感到沮喪,並且一早就清醒地意識到:如果不找到地球之外的棲息地,人類終將滅絕。
在美國,像馬斯克這樣痴迷太空的企業家不在少數,如亞馬遜創始人傑夫·貝索斯、谷歌創始人拉里·佩奇。正是在他們的推動下,美國的太空商業化之路越來越繁榮,使人類離登陸火星這一夢想越來越近。
人類能登陸火星嗎?
馬斯克預測,人類將在2020年左右登陸火星。距離人類登陸火星的預設的時間點只剩下不到20年時間了,在這十幾年時間裡,仍然有許多困難和挑戰橫亘在地球和火星之間。相關技術是否已經成熟?探險家在漫長的旅行中需要克服哪些困難?在火星生存如何解決氧氣、食物、水等基本需求?移民火星的成本到底有多高?……
挑戰1:現在的火箭技術能將人送上火星嗎?
目前我們已經有兩種可以將人類送上火星的宇宙飛船——SpaceX的「天龍號」和NASA的「獵戶座」。這兩種宇宙飛船的成功回答了從《火星計劃》被寫就的時代以來一直困擾著我們的問題:人類能夠登上火星嗎?現在看來,答案是:能!
挑戰2:人類如何在火星生存?
人類在地球上生存要滿足4個最基本的需求——食物、水、住所和衣服。而人類要在火星上生存下來,需要解決5個方面的問題——食物、水、住所、衣服和氧氣。這5種關鍵資源的成功獲得將為人類在未來成為星際生存的物種提供保證。
火星上固態水的儲量看起來十分豐富,但要將固態水變成液態對於早期定居者們來說,將會是一個巨大的挑戰。
儘管火星空氣中的游離氧佔比還不到1%,但火星上實際蘊藏著足夠多的氧氣,秘密就在於二氧化碳(CO2)的組成。從分子質量來看,二氧化碳是由28%的碳原子和72%的氧原子所組成。如果火星大氣的95%都是二氧化碳,那麼從質量上來看,火星空氣中就有70%的成分是氧。儘管火星大氣的濃度僅為地球上空氣濃度的1%,但其總量依然是可觀的。
食物也是一個關係到人類能否在火星上生存的關鍵問題。火星上的糧食既需要富有營養,同時也必須具備不佔空間的特徵。儘管豆類富含蛋白質和纖維素,可能會是火星上日常食物的一種,但對於火星上究竟應該種植哪些農作物的研究還沒有完成。蘑菇可以在由人類無法食用的食物殘渣做成的肥料上生長,有可能會是火星上食物的一種。
正如植物在火星上需要特別保護措施一樣,人類也需要特殊的衣服和住所才能在火星上生存下來。金屬的火箭飛船和充氣建築並非人類對抗火星嚴酷環境的長久之計。有兩種輻射需要面對—太陽輻射和宇宙輻射。達瓦·紐曼,麻省理工學院航天學教授,正在研究一種非增壓的、更加輕便、靈活的宇航服設計,專門用於「太空活動」。
挑戰3:改造火星還是改造人類?
人類是否能夠在火星生存下來的問題,可能並不在於我們要如何改造火星,而在於我們要如何改造人類本身。這似乎看起來有些令人生畏,但改造人類基因的技術已經觸手可及。在用於治療疾病和使人類具備更強抵抗力時,我們全心全意地擁抱基因改造技術。
可能我們並不能在一代人的時間裡完成基因改造,使人類可以呼吸火星上以二氧化碳為主的空氣,但我希望我們可以對人類的精子和卵子進行基因改造,使這樣的改變可以在我們的後輩們身上獲得成功。基因工程將不再是幻想,它正在成為現實。並且,隨著時間的向前推移,我們可能會同時在星球改造技術和人類基因改造兩個方面都取得比較大的進展,最終可能會達到一個匯合點:火星大氣二氧化碳濃度降低至40%,而經過基因改造的人也可以在二氧化碳濃度高達40%的空氣中呼吸。基因技術和星球改造技術可能會創造一個可喜的平衡。
我們為什麼要去火星?
在大約500年以前,費迪南德·麥哲倫帶領著5艘船開始了向西的環球航行,計劃在重新回到歐洲大陸前永不靠岸。儘管麥哲倫的目的只是找到一條通往亞洲的新航線,但這趟航程的結果充滿了未知數。除了哥倫布和另外一些航海家的探險之旅外,沒有人知道是否能夠從大西洋駕船進入太平洋。麥哲倫的最終航行讓一切都發生了變化,開啟了大航海時代。隨著地球上各個大洲和各大人類文明被海上航線聯結起來,對於人們來說,地球就像是變大了一倍。
征服火星的旅程能產生的影響,將使大航海時代在人類歷史中顯得微不足道。從遙遠的太空深處俯瞰地球,也許會帶來完全不一樣的感受,也許會為成千上萬的人帶來新的啟發:對於各種因素是如何交織在一起形成一個有限的生態系統,我們將會獲得更充分的感性和理性認識;人類也會獲得關於生命意義更深刻的理解。通向火星的旅程可能會為我們提供一個從更客觀真實的角度認識地球的視角,我們決不應該錯過這樣的機會。
《我們為什麼要去火星》中信出版社2016.07
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