□ 黃志澄

“火星一號（Mars One）”是由荷蘭人巴斯·朗斯多普(Bas Lansdorp)創(chuàng)立的非營利組織提出的計劃。他們曾宣布將在2022年將首批4名志愿者發(fā)射升空，并于2023年登陸火星，此后每兩年都將輸送4名志愿者到火星。目前“火星一號”計劃的目標(biāo)已后延兩年，2024年發(fā)射載人火星飛船，2025年到達火星。在載人單程赴火星之前，還要發(fā)射兩顆火星通信衛(wèi)星、火星漫游車和運貨飛船。從2013年4月開始，這個計劃開始在全球招募志愿者；今年2月13日，公布了100人的大名單，中國內(nèi)地有兩人入圍，他們是河北省邯鄲林業(yè)局的農(nóng)藝師李大鵬和廣東的一家外貿(mào)公司銷售員林曉霞。今年年底“火星一號”計劃將公布24人名單。最近，由于央視等眾多媒體的報道，“火星一號”再次成為中國媒體上的一個熱點。

另一方面，我國的航天專家對“火星一號”計劃卻有完全不同的看法。全國政協(xié)委員、中國空間技術(shù)研究院空間科學(xué)與深空探測首席科學(xué)家葉培建院士,在3月2日在接受采訪時說：“現(xiàn)在網(wǎng)上熱炒的招募志愿者移民火星的‘火星一號’計劃只是一場炒作，并不靠譜”。葉培建認為：“這個機構(gòu)目前既沒有飛火星的飛行器，也沒有火箭，更不具備在火星生存能力，就想在2024年實施計劃，這像是個騙局，更是個笑話。退一步講，即使它具備上述所有能力，卻要求志愿者有去無回，也是違背倫理道德的”。

人類登陸火星還要等20年

人類的太空探索，肯定要循序漸進。只有首先實現(xiàn)了航天員登陸和探測火星之后，才能實現(xiàn)火星移民。為此，我們首先來說明實現(xiàn)載人登陸火星的關(guān)鍵技術(shù)。

首先，必須發(fā)展能將載人火星飛船送到火星軌道的大推力火箭。當(dāng)前，科學(xué)家研究了人類從地球前往火星的多種方案，但它們都包含三個步驟。首先，載人火星飛船要擺脫地球的引力場；接著繼續(xù)飛赴火星；最后，進入火星的引力場并安全降落，還能安全返回地球。由于地球到火星的距離，遠大于地球到月球的距離，載人火星飛船所需的燃料和給養(yǎng)遠多于載人登月，所以載人火星飛船比載人登月的飛船要重得多。為了確?！盎鹦侵谩背晒Γ紫缺仨氁獡碛写笸屏Φ倪\載火箭，它的低地球軌道的運載能力要大于100噸，這樣才能保證飛船發(fā)射升空后能安全飛往火星。過去美國在執(zhí)行“阿波羅”登月計劃時，曾研制過“土星五號”重型火箭，但隨著時間的流逝，這些“大家伙”，都進入了航天博物館?，F(xiàn)在想重新制造這些大推力的火箭，在美國也還需要相當(dāng)長的一段時間。美國航宇局（NASA）正在研制的“航天運載系統(tǒng)（SLS）”中，能發(fā)射載人火星飛船的低地球軌道運載能力為130噸的火箭，預(yù)計將在2032年首次發(fā)射，因此，將載人飛船發(fā)射到火星，至少要等到2032年以后。

其次，載人飛船要想登陸火星，必須突破進入、下降與著陸（Entry,Descent, and Landing, EDL）技術(shù)的難關(guān)。到目前為止，各國發(fā)射的無人登陸火星的探測任務(wù)共有19次，但只有7次能登陸成功，其中最重的是“好奇”號，其著陸重量也不到1噸。比“好奇”號重得多，重量在10噸～50噸的載人火星飛船，其EDL技術(shù)的難度更大?；鹦巧想m然也有大氣層，但和地球的大氣層卻大不相同。它的大氣層的成分主要是二氧化碳，但密度不到地球大氣的百分之一，而且不同時間和不同地點大氣的分布也不一樣。所以如何在不到10分鐘的降落時間內(nèi)，在這樣稀薄的大氣中，把速度從超高音速降到零，困難很大。拿“好奇”號來說，它采用“天空起重機”方案來降落，需要在7分鐘時間內(nèi)，將它從時速20920千米降至零，風(fēng)險很大。這就是著名的“好奇號的恐怖7分鐘”。對于載人的火星飛船來說，“天空起重機”不再適用，尚需探索新的途徑。另外，由于火星的地形地貌十分復(fù)雜，而且有嚴重的沙塵暴，載人飛船只有實現(xiàn)比無人時更精確的著陸，才能確保人員安全。一般來說，無人火星探測器的落點精度為小于5千米，而載人火星任務(wù)要求小于100米，這就大大增加了技術(shù)的難度。

問題不僅至此為止，由于稀薄的火星大氣對高速進入的載人飛船之間的強烈摩擦，導(dǎo)致飛船出現(xiàn)嚴重的氣動加熱。無人火星探測器一般進入速度為7.6千米/秒,而載人火星任務(wù)的進入速度可達到9.0千米/秒，因此，氣動加熱問題將更加突出，對于飛船防熱系統(tǒng)是個很大的挑戰(zhàn)。

發(fā)展EDL技術(shù)主要采用理論分析、地面試驗、飛行試驗等三種手段，突破這項關(guān)鍵技術(shù)最后還要通過實踐。現(xiàn)在NASA在距離地面400千米的高空進行飛行試驗，來模擬火星EDL的情況，但它和火星上真實的情況還是有一定差距，但到火星表面的飛行試驗的機會又很少，因此，要促使這些技術(shù)逐步成熟的難度就很大。美國航宇局負責(zé)載人火星任務(wù)EDL項目的主管米歇爾?孟克就認為，未來的載人火星任務(wù)正面臨EDL技術(shù)的嚴峻挑戰(zhàn)，突破這些關(guān)鍵技術(shù)將需要超過20年的時間。

最后，載人火星任務(wù)必須確保航天員在長時間太空飛行中的健康和生命安全。在500多天前往火星的途中，航天員還得經(jīng)受住微重力和高輻射的考驗，還有克服在狹小空間里長期生活產(chǎn)生的心理上的壓抑感。為此，對航天員的身體素質(zhì)、心理素質(zhì)和醫(yī)學(xué)體征，都有嚴格的要求，并要對航天員進行精心安排的一系列訓(xùn)練和試驗，如俄羅斯進行的“火星500”地面試驗，就是其中一例。

2014年12月，美國航宇局成功完成“獵戶座”飛船第一次飛行試驗（EFT-1）。在此次試驗中，“獵戶座”飛船的總體方案、防熱，航天電子，防輻射、返回等系統(tǒng)的可靠性得到了檢驗，從而為未來飛往更加遙遠的深空奠定了堅實基礎(chǔ)。NASA為打造“獵戶座”飛船，前后已經(jīng)花費90億美元。NASA預(yù)計研制成功重型運載火箭（SLS）要花費170億美元，并在2017年用SLS系統(tǒng)的低地球軌道運載能力為70噸的火箭，發(fā)射“獵戶座”飛船進行飛行試驗。2021年將進行首次載人飛行。然后飛船將執(zhí)行飛往月球、登陸小行星任務(wù)，并于2032年以后執(zhí)行載人到火星的探測任務(wù)。同時，美國民間正在發(fā)起一個“靈感火星”計劃，其內(nèi)容是在2020年把一對夫婦送到火星軌道上，然后再返回。這個計劃的創(chuàng)始人丹尼斯·蒂托本身是一個億萬富翁，并曾在NASA工作過很長時間，他本人是搭乘“聯(lián)盟號”飛船進入太空的第一位游客。他們這個計劃的目的既是激發(fā)民眾的熱情，又為NASA實現(xiàn)載人火星計劃打下基礎(chǔ)。

從NASA的載人火星計劃的進度來看，人類登陸火星還要等20年，在這基礎(chǔ)上，才能研究火星移民的可行性。

“火星一號”或是一場真人秀

從“火星一號”計劃提出4年的執(zhí)行情況來看，它在資金和技術(shù)等方面，離它設(shè)定的目標(biāo)都相差太遠。原定籌集60億美元的資金，目前到位的很少。在技術(shù)上，它想主要依靠太空探索公司，但目前太空探索公司的“獵鷹”9號火箭和 “龍”飛船，都是為滿足國際空間站的需求而研發(fā)的，離載人火星任務(wù)的需求甚遠，何況太空探索公司有自己的發(fā)展路線圖，對是否支持“火星一號”任務(wù)，至今并未表態(tài)。

對于“火星一號”采取單程前往火星的設(shè)想，引發(fā)的爭議更多。荷蘭萊頓大學(xué)國際空間法研究所副所長馬松·茨望恩說：“由于計劃中被送往火星的志愿者有去無回，已經(jīng)觸及倫理問題。”NASA的“好奇”號項目主管也認為，當(dāng)志愿者提出要返回地球的要求時，“火星一號”有責(zé)任讓他們返回。在2014年1月，德國前航天員烏利?！ね郀柼兀矠榈赖律系脑驈娏遗u了該項目。他說，“他們用電視節(jié)目來賺錢。他們不關(guān)心那些人在太空會發(fā)生什么……如果我的稅錢被用于這樣的使命，我會組織抗議?！崩仕苟嗥赵忉尀楹芜x擇單程的理由是：“把人送上火星，讓他們活下來的技術(shù)是存在的，但讓他們返回地球的技術(shù)并不存在。”，這個說法也未必正確。雖然單程可以減輕載人飛船的重量，但仍然無法避免載人火星最大的技術(shù)難點，即進入、減速和著陸（EDL）技術(shù)。