遙遠而荒蕪的火星,20年後,或將成為人類首個“移民星球”。
目前,美國太空探索技術公司(SpaceX)的大型運載火箭係統“星艦”進入第四次發射倒計時,作為迄今全球體積最大、推力最強的運載火箭,“星艦”將是馬斯克“移民火星”任務的核心承載器。
火星與地球的相距2.25億公裏,按照目前科技,兩地通話接收延遲20分鍾,往返一趟需要520天。遙遠的距離,阻擋不了人類探索腳步,中國、美國火星探測器累計10次成功著陸火星表麵。這也意味著,被視為“探測器墳場”的火星,不再讓人卻步。專家分析,“星艦”成功運行後,地球人移民到火星,上百噸物資貨運成本降低至1/1000,發快遞也變得越來越容易。
美國“毅力”號火星車搭乘“宇宙神5”型火箭發射升空。
第一批火星移民者開始攢錢了
近日,馬斯克在美國得州SpaceX星城發表全員講話,再談火星移民計劃,稱這是地球45億年曆史上首次機遇,第一次有可能將生命或意識,駐紮到地球以外。
其實十年之前,荷蘭非營利組織“火星一號”也曾發布過引發全球轟動的“火星移民”計劃,在近十萬人的報名者中,中國移民報名人數位居第二,僅次於美國。該計劃原本2023年將從中篩選4人送往火星,後因組織公司宣布破產,計劃被迫中止。
然而,火星移民計劃並未因此擱置。馬斯克顯得最為急迫,他說,“一個自給自足的城市大約需要100萬人,幾百萬噸的貨物,我們可以在20年內做到這一點。”為此,大約每隔兩年,數千艘飛船將從地球出發前往火星,為了支持更多發射任務,SpaceX計劃建立新發射塔。
同時,馬斯克也期望將每個人的火星移民費用控製在200萬美元內。即將再次發射的星艦,是人類曆史上最大、最強的運載火箭,可以將運輸成本降至零頭——貨運10美元/千克,客運1萬美元/人。而目前國際航天的報價約為:貨運1萬美元/千克、客運8000萬美元/人。
如果價格真如馬斯克預期,不少專家表示“樂意花錢嚐試”。網友也紛紛設想,“準備攢錢買船票”“希望有機會在墓誌銘中寫下‘生於地球,死於火星’”……
太陽係裏,類地星球有水星、金星、地球和火星,人類為何唯獨鍾情“移民火星”?
中國地質大學(武漢)火星探測專家肖龍教授介紹,火星是太陽係中與地球最相似且距離第二近的行星,有稀薄的二氧化碳大氣層,太陽輻射強度接近地球的一半,晝夜與四季交替輪換,類似於地球。火星表麵也有一層土壤,是以玄武岩為主的岩石經曆了幾十億年的風化作用形成的。火星土壤於地球土壤的最大區別在於火星缺乏微生物的作用,因而產生的土壤十分貧瘠。
盡管目前的火星寒冷荒涼,大量探測成果表明,數十億年之前的火星很可能與目前的地球極為相似,是有著豐沛降水、河川湖沼、甚至廣闊海洋的生命搖籃,經過漫長的演化才變成如今大氣層稀薄、溫度較低、水源枯竭的模樣。
目前,地球已有多個探測器在火星表麵發現了少量水汽循環的證據,而液態水正是支持生命存在的要素。探測器也在火星大氣中探測到甲烷,在土壤岩石中發現含碳有機分子等,進一步支持了火星生命存在的可能性。此外,相繼被發現的古河流、古湖泊、三角洲遺跡和含水礦物也印證了火星曾存在大量液態水。水的發現,也將會進一步支撐“移民火星”可行性。
“移民火星”距離我們多遠
作為太陽係中與地球最相似且距離第二近的行星,人類探測火星的曆史幾乎貫穿整個人類的航天史。
從科學上來講,我們希望尋找地外生命,及生命起源的證據。與此同時,許多航天強國都希望解答:火星上是否有可供人類將來使用的資源,即是否有望成為人類的“第二家園”。
經過人類50餘次的火星探測任務,實踐證明,火星著陸要比登月難得多。
登月相對簡單是因為月球沒有大氣層,火星大氣層對探測器著陸帶來諸多不確定因素,比如沙塵暴等。在這樣的環境中,探測器踩刹油門力度、時間都難以精準把控,都或將導致探測器“翻車”。
“此外,火星的特殊性還在於,每26個月迎來為期三周的火星探測器‘發射黃金期’,此時地球和火星呈直線狀相遇,發射器從地球出發會大大節省燃料和時間。”肖龍向潮新聞記者介紹。
所以,馬斯克是“急迫”地向火星出發,“如果我們等待太久,可能會錯失在火星上建立居住地的窗口期”。在肖龍看來,馬斯克是出於長期考量,因為“移民火星”是一個龐大且長期的係統工程。從長遠來看,無法排除地球發生小行星撞擊等災難的可能性,所以人類需要探索移民火星。
雖然迄今為止,我國已有數次完全意義上的成功著陸火星,但是火星探測這條路未來依然有許多難題,尚待攻克。
除了克服自然條件外,探測器還需要精準的程序設定。肖龍介紹,著陸器從火星大氣層抵達火星表麵的過程,完全依靠預先設定的程序完成,且隻有七八分鍾時間,“如果實際情況和預設的程序參數不一致,就很容易導致失敗,因為來不及臨時調整。”
“而且,從地球到火星需要飛行七八個月,還需進一步提高相關技術,節省時間成本。”肖龍認為,人類真的“移民火星”還有許多問題亟待解決,比如在稀薄空氣中營造正常呼吸環境、在火星表麵搭建可循環生態係統等,“飲用水源、醫療健康、衣食住行......具體技術問題還有很多,同樣需要一件件攻克。”
肖龍向潮新聞記者表示,“探索過程會受到資金、技術、自然災害等因素製約,其實很難說這個目標具體哪天會達到,但一步步向前推進是肯定的。”當前火星探測技術越來越完善,火星移民隻是時間問題,大家應該持包容態度。
或許有一天,我們真的會如科幻片中刻畫的那樣,在火星中建設新家園、創造自給自足的文明。而且,除了移民之外,我們還能將火星當成“宇宙跳板”,讓人類走向更深邃的太空。
中國正在籌備去火星“挖土”
目前,實現探測器著陸火星地表,全球僅有中國、美國有成功經驗。隨之,我國火星探測計劃緊鑼密鼓展開,去火星“挖土”便是一項重要安排。
近日,航天科技集團相關研究團隊表示,中國計劃2030年前後完成火星采樣返回。這將是繼我國行星探測工程首發任務“天問一號”火星探測任務順利開展後,又一次飛向火星。
而承擔這一重任的便是我國正在研製中的“天問三號”火星探測器。肖龍介紹,“天問三號”核心任務是到火星表麵采集樣品帶回地球以尋找火星生命痕跡。
不過,難度最大還是火星采樣返回。相關專家介紹,采樣返回存在兩大困難:一是在火星表麵獲取樣品,然後起飛上升;二是在軌道上完成兩個目標之間的交會和樣品的轉移。
業內人士表示,這將比“天問一號”探測任務更加艱難,但大家從其刷新我國行星探索多次曆史記錄中,看到了進一步探測火星的信心。
2021年5月15日,“天問一號”中的“祝融號”火星車首次在火星留下中國印記。“環繞器在火星實現全球覆蓋,我國得到了大量科學探測數據,希望通過數據解譯,獲得對火星的理解和認知。”中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋向媒體介紹。
“祝融號”火星車拍下的火星岩石。
根據其環繞器數據,2023年中國首次火星探測火星全球影像圖發布,為科研提供了質量更好的基礎底圖。“祝融號”火星車在工作周期內運行368個地球日,總行駛距離為1.921公裏,發現水汽循環、風沙活動證據,為我國傳回大量珍貴火星科考資料。
除了著陸火星外,地麵科研也在同步進行,盡管目前還沒采集到火星土壤,我國科學家也已經在著手做模擬火星環境的相關試驗,比如實驗室模擬火星環境嚐試無土種植土豆,未來火星無土栽培或是一種發展趨勢。
“探索火星需要一步步實現,是一個長遠的過程,積累的探月技術可為探索火星提供經驗參考、技術積累。”肖龍介紹,在不遠的將來,我國將開展火星采樣返回,同時還將對火星各個區域開展詳細調研,以探明其水環境和保存生命痕跡的可能性。同樣重要的,還有載人登陸火星,這意味著距離“移民火星”更進一步。
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