火星能否成爲人類新家園?來場思想實驗
幾十年前,人類似乎註定要邁向星辰,但我們所做的不過是在近地軌道上往返折騰。如今,美國、中國和其他國家都把目光投向了月球,月球可能成爲通往火星的跳板。美國國家航空航天局(NASA)把 2030 年代的目標設定爲火星,但太空探索技術公司(SpaceX)熱衷於直接向這顆紅色星球發射火箭,埃隆·馬斯克(Elon Musk)也常常琢磨建立一個殖民地。訪問火星是一回事,但我們能在那裡殖民嗎?一些技術和生物方面的問題仍未得到解決,但這部科幻小說裡的情節或許在我們有生之年能夠實現。讓我們探索一下當前的科學狀況,看看我們是否能夠在火星上殖民。
那麼,我們已經到達了火星。也許星際飛船超出了預期,經常將殖民者送往這顆紅色星球,或者也許美國國家航空航天局(NASA)或加拿大航天局(CSA)以不同尋常的速度在火星上建立了第一個前哨站。不管我們如何到達那裡,我們都需要應對一個不友好星球的環境。火星有一層稀薄的二氧化碳大氣層,無盡的塵土飛揚的地貌,重力約爲地球的三分之一。人類真的能在火星上生活嗎?
在一個完美的情形下,我們會讓火星變得更像地球。然而,改造另一個星球所需的技術甚至比在火星上建造一座城市更像是科幻小說。埃隆·馬斯克又提出了一個古怪的建議,他曾提議我們對火星的極地區域進行核打擊來加厚大氣層,但問題不止在於大氣層。火星沒有磁場,這意味着大氣層將不斷被太陽風剝離。
磁場的缺失還意味着殖民者會暴露在強烈的輻射中,其輻射量高達地球上的 700 倍。任何在火星上生活的人都必須採取極端預防措施來限制輻射暴露。棲息地可以建在地下或有屏蔽以減少暴露,但任何到地表的短途旅行都像是做一次胸部 X 光檢查。多年來,患輻射病和癌症的機率會變得相當高。
建造一個能保護居民免受輻射的定居點,這會是一項艱鉅的任務,即使擁有可運行的星際飛船艦隊的 SpaceX,可能也難以運送所有必要的建築材料。這就是爲什麼美國國家航空航天局(NASA)和其他機構一直都在研究月球以及其他地方的原位資源利用(ISRU)。該機構已和各公司合作,藉助模擬的火星和月球風化層來建造 原型棲息地。NASA 已計劃 向月球運送 3D 打印機來測試這些建築技術,不過按照阿爾忒彌斯計劃的發射速度,這在 5 到 10 年內都沒法實現。
就算有一個防護到位的住所,或許是用火星本身的材料建造的,你仍然得應對物理問題。生活在一個重力僅有地球三分之一的星球上,聽起來或許很有趣,但是可能會有不好的副作用,這只是該星球質量導致的——沒法解決。在“毅力號”着陸之前,我們和 JPL 的亞當·斯特爾茨納聊了聊,他說我們在低重力環境下關於人體生理學的數據特別少。你的 眼睛可能會變形,你的肌肉會萎縮,你的脊髓和淋巴液可能無法正常流動,而且可能會有在地球上未見過的新的妊娠風險。我們甚至都不知道在沒有正常地球 重力的情況下,骨骼能不能正常生長和癒合。如果人類在火星上不能快樂、健康和富有成效,那去火星又有什麼意義呢?
雖然我們可能很快就會有能把大批人員和重型有效載荷送往火星的火箭,但是能讓這些人在火星上安全生活的技術還遠着呢。我們甚至可能還沒有意識到一些 我們必須解決的生理問題。
回到埃隆·馬斯克這兒,儘管他有誇大其詞的毛病,但他可能有法子在火星上給人類建造家園。馬斯克曾提出過雄心勃勃的時間表,聲稱 SpaceX 可以 在 2020 年代在火星上建立一個殖民地。星際飛船在本十年後期成爲主力火箭是有可能的,但在那個時候把任何人送到火星都是不明智的。運輸只是第一步。
對於所有有關在另一個星球進行殖民的奇妙冒險的討論,很少有人願意在一個乾旱且具有放射性的沙漠裡的所謂美化帳篷中度過餘生。用於火星殖民的建築、製造和醫療技術目前根本不存在,並且可能永遠都不會出現。我們可能會發現,人類永遠無法在像火星這樣的星球上安全或舒適地生活。
在我們對這顆紅色星球的探索達到一個新的里程碑——載人任務之前,我們只能說“也許”。一旦我們瞭解到人類在短期火星探險中的狀況,我們便可以着手規劃長期居住事宜。如果我們幸運的話,美國國家航空航天局的載人着陸或許會在 10 至 15 年內實現,但該機構的月球計劃已然滯後,而月球是通往火星的跳板。不過,我們不能排除世界上最富有的人會更快地將一些冒險家送上火箭的可能性。