哈爾濱中軟分享：人類能否定居火星

隨著全球核危機不斷加劇，SpaceX和特斯拉創始人埃隆·馬斯克（Elon Musk）呼籲全世界儘快採取措施，應對這種緊張局勢，而他希望人類有朝一日能夠在火星上建立定居點，以逃離有可能爆發核災難的地球。目前，美國麻省理工學院（MIT）的一個團隊就設計出「紅杉森林」（Redwood Forest）——一種具有開放式穹頂的公共森林棲息地。這也讓馬斯克的夢想距離現實更近了一步。

在火星上建人類定居點

在德克薩斯州奧斯汀近期召開的西南偏南大會（South by Southwest）上，馬斯克表示：「在火星上建立一個能實現自給自足的基地是非常重要的，因為一旦發生戰爭，火星基地距離地球十分遙遠，人類在火星基地上比月球基地更有可能活下來。」

但是，成功定居火星都需要什麼條件呢？美國賓夕法尼亞州立大學生理學和運動機能學副教授吉姆·帕韋爾齊克（Jim Pawelczyk）指出，雖然聽起來有些瘋狂，「但是美洲殖民化將是一個合理的類推。想一想詹姆斯敦（英國在美洲建立的第一個永久殖民地），它其實並不是特別理想的定居點，在那裡進行殖民開拓看似有些失敗。」

他還指出，在火星上建設小型哨所，是更現實的目標，但在火星上全面建造人類定居點，恐怕還需要至少一百年的時間。帕韋爾齊克曾是美國宇航員，曾搭乘「哥倫比亞」號太空梭執行過STS-90任務。

儘管詹姆斯敦不是一個理想的定居點，但最終仍然在弗吉尼亞州建立起來，與火星相比，那裡的環境相對適宜。南極洲提供了另一個更接近於未來人類火星基地構想的例證。當人類在19世紀末首次踏上冰冷的南極洲時——被稱為南極探險的英雄時代——他們建造了一些簡陋的研究站。從此以後，科學家和其他勇敢的探險者們開始在那些基地安營紮寨，但沒有人建立永久性定居點。

當時既沒理由這樣做，也缺乏必要的技術條件——帕韋爾齊克認為這一道理同樣適用於火星基地的創建。他說：「能否把一個前哨站變成殖民地，完全取決於人類生物學。從研究角度來看，這是一個我們剛開始探索的領域。因此，也許前哨站並不會從遺傳角度維持物種發展，但它們能保持人文精神。」

依舊面臨諸多重大挑戰

當然，人類首先必須到達火星，要做到這一點，我們先要考慮宇宙射線和太陽活動產生輻射這樣的基本問題。這種高速粒子會破壞人類細胞，最強烈的粒子會穿透太空飛船外殼。我們迄今並不清楚如此程度的太空輻射會對人體帶來怎樣的傷害，經曆數乃至數年的太空探索後，會對眼睛、大腦等身體組織帶來怎樣的影響。帕韋爾齊克說：「在理解這些事情方面，我們真的還處於初期階段。」

根據設計，「紅杉森林」通過隧道將每個圓頂結構連接起來，未來可容納1萬人

美宇航局一直在研究太空環境對國際空間站上的宇航員產生怎樣的影響，但國際空間站預計將在2024-2028年退役。麻省理工學院航空航天系博士研究生喬治·勞多斯（George Lordos）曾參與了一項研究，該研究在美國宇航局設計大賽中獲得過第一名。他們的項目稱為「瑪麗娜（MARINA）」，即Managed, Reconfigurable, In-space Nodal Assembly的首字母縮寫形式——可管理、可重新配置空間節點裝置的意思。

根據他們的想法，「瑪麗娜」就是在外太空建造一個空間站，它基本上就是一個商業實體（擁有豪華酒店房間），可以讓不同的太空公司交換產品和服務，同時還有助於實現火星探索任務。

勞多斯說：「美宇航局不得不在2024-2028年讓國際空間站退役，目前國際空間站每年花費約為40億美元。如果『瑪麗娜』基地能夠取代國際空間站，那麼美宇航局就能成為它的客戶，從而省下數十億美元的資金。」勞多斯還指出，在人類將目光投向火星時，這種新型空間站還將減少開支。他說：「『瑪麗娜』基地將大大增加地球和近地軌道之間的太空飛行次數，還能讓火箭發射運營商通過實踐來學習。」

「紅杉森林」穹頂棲息地

與此同時，勞多斯也參與了麻省理工學院的研究項目——「紅杉森林」。該項目提出了人類在火星上建立定居點的構想。根據這個研究小組的設計模型，人類將生活在高爾夫球狀的圓形結構之中，內部有森林棲息地，而火星上面的水冰、土壤和陽光，也為植物生長提供必要條件。

「紅杉森林」的乳白色穹頂結構將擁有眾多地下隧道，這些隧道會將每個穹頂結構連接在一起，並保護居民免遭隕石撞擊、太空輻射和溫度極端變化的影響。麻省理工學院博士後瓦倫蒂娜·蘇米尼（Valentina Sumini）帶領這支由不同學科研究人員組成的團隊，設計完成「紅杉森林」模型。她表示，目前他們正在研究如何建造這種穹頂結構的原型。

蘇米尼說：「我希望在有生之年能夠看到這種任務的上演。」考慮到火星表面已有大量人類生存所需要的資源，如水冰、二氧化碳和乾冰等，它們可以用作飲用水、氧化劑和燃料，所以這並不是不切實際的想法。

雖然我們可以探索如何利用火星地形裂縫和其它特徵，發揮自身優勢以更好地實現人類探索任務，但生命在火星上存活的關鍵始終是技術。洛爾多斯說：「我們是偏重於技術的物種，我們可以通過發展技術使周圍環境適應人體。」

帕韋爾齊克表示，例如，我們需要大量能量，「在小包裹中獲得大量能量的最佳方法是使用小型核反應堆。除此之外，我們需要為每個人提供6-10噸的消耗品。」

這些障礙看上去都是難以逾越的，但勞多斯表示，記住人類迄今所取得的進步是非常重要的。SpaceX開發的可重複使用火箭就是一個典型例證。SpaceX自2011年以來就一直在努力研製可部分重複使用的火箭，使其不同於之前的軌道火箭。

勞多斯說：「這種火箭著陸和重複利用能力是完全的技術革新，就像美國西部首次開通鐵路，或是高桅帆船為歐洲人探索新大陸提供保障一樣。」他認為，我們人類正在經歷著這樣的歷史轉變。

他說：「可重複使用火箭將會開闢新的太空前沿，我們將不再是僅僅局限於一個行星的物種。」這是人類一直想做的事情的自然延伸。帕韋爾齊克表示，「我們總在探索還未掌握的東西。這種意識是人類與生俱來的本領，如果不是先天的，我們人類就不會散布在全球各地。」

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