●索隆 編 ○老樹(shù)昏鴉 繪

要想在火星上建立一個(gè)永久的居住地，需要付出些什么代價(jià)？人類能否在如此嚴(yán)酷、與地球截然不同的環(huán)境中生存下來(lái)呢？

想要落戶火星就必須考慮到種種細(xì)節(jié)，包括如何抵達(dá)、生存的必需品、地球食物的運(yùn)輸、火星輻射的防護(hù)等等。

如何飛抵火星？

現(xiàn)有的火箭在發(fā)送“載人探測(cè)器”升空后沒(méi)有足夠的燃料把它一路送到火星，如何輕柔地在火星上降落也是個(gè)問(wèn)題。

飛抵火星在概念上并不復(fù)雜，問(wèn)題是從地球到火星如此遙遠(yuǎn)，根本沒(méi)有預(yù)防失敗的系統(tǒng)，一旦有任何失誤，不可能及時(shí)進(jìn)行救援。假如一個(gè)齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，或?qū)Ш较到y(tǒng)偏離軌道，宇航員將被拋在3500萬(wàn)英里遠(yuǎn)的星球上。

關(guān)于火星探索或殖民的討論近來(lái)很火，比如NASA的大批漫游者、埃隆馬斯克和火星一號(hào)等新計(jì)劃層出不窮。許多研究與理論都將火星當(dāng)成一個(gè)可行的殖民地，它的表面狀況與水分的來(lái)源使得火星成為太陽(yáng)系除地球外最適合人類居住的星球。火星被許多科學(xué)家認(rèn)為是一個(gè)殖民的理想行星。

如何讓火星探測(cè)器在火星上安全降落也是個(gè)問(wèn)題。佐治亞州理工學(xué)院的年輕工程學(xué)教授巴比·布倫，一直致力于研究星際航天器如何輕柔地在目標(biāo)星球上降落，而不是猛烈地撞擊墜毀。對(duì)他而言，幫助“載人探測(cè)器”剎車(chē)是最酷、最困難的課題。他說(shuō)，最有可能的方法是，使用反推火箭和巨大的降落傘減慢速度。為了節(jié)省燃料，布倫推薦只用降落傘，但考慮到航天器的重量，“降落傘必須非常非常大，可能在撞到地面之前，降落傘會(huì)來(lái)不及全部打開(kāi)。”

火星探測(cè)器進(jìn)入火星軌道后，宇航員們將會(huì)轉(zhuǎn)移到用于降落的小型飛船上，他們將開(kāi)往火星的基地。宇航員抵達(dá)火星時(shí)，必定精疲力盡、身體虛弱，飛船必須依靠自動(dòng)降落系統(tǒng)，在早先空降的物資附近100英尺左右降落，并且不能造成任何損傷。所有包裹和宇航員都必須在一個(gè)有科學(xué)研究?jī)r(jià)值的地點(diǎn)降落。這要求自動(dòng)降落系統(tǒng)能在強(qiáng)風(fēng)和沙塵暴的氣候中，連續(xù)幾次精確至100英尺執(zhí)行任務(wù)。

火星生存指南

電影《火星救援》講述的是宇航員踏足火星后，面臨種種生存風(fēng)險(xiǎn)，最終獲救返回地球的故事，它被稱為“可能是目前最全的火星生存指南”，這也側(cè)面印證了這部電影不完全是脫離科學(xué)的想象產(chǎn)物。將來(lái)的某一天，如果我們像馬特達(dá)蒙一樣被單獨(dú)遺棄在遙遠(yuǎn)的異星球，是否也能自己制氧、種土豆、駕駛著酷炫的探測(cè)車(chē)穿越星球，過(guò)一把“太空海盜”的癮呢？

無(wú)論是《火星救援》還是之前的《星際穿越》，觀眾看到的是，被遺棄在異星球上的宇航員總能以各種巧妙的方式找到生存之道——找不到水源就通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制水，食物不足就改善火星土壤種土豆，閑暇時(shí)還可以開(kāi)著探測(cè)車(chē)來(lái)個(gè)星球探險(xiǎn)?？瓷先ギ愋乔虻纳铍m然孤單，但一個(gè)人的旅程卻趣味橫生。

吃

首先，飲用水從何處來(lái)？目前，人類在火星上發(fā)現(xiàn)了冰，還有證據(jù)表明那些冰原本是以液態(tài)水的形態(tài)存在的。這就意味著我們可以利用火星上的冰來(lái)獲得水。如果將火星殖民地設(shè)在冰川附近，人類就有可能將冰轉(zhuǎn)換為可飲用的水和可以呼吸的空氣。當(dāng)然，要想達(dá)到滿足早期殖民地的基本需求還需要很長(zhǎng)的一段時(shí)間。

其次，在火星上生產(chǎn)食物是非常困難的。

太空農(nóng)業(yè)一直在持續(xù)開(kāi)發(fā)。NASA曾公開(kāi)了宇航員種植的生菜照片：一套由特殊燈光和一包包供植物和蔬菜生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成的裝置。國(guó)際空間站中的宇航員成功通過(guò)種子栽培并試吃了萵苣。萵苣采用無(wú)土栽培，宇航員用了紅色、藍(lán)色和綠色LED燈提供萵苣光合作用所需的光線。

在火星上開(kāi)墾種菜，首先要改造土壤?！盎鹦堑耐寥揽梢院透瓯跒┳黝惐?，因?yàn)辂}分高，所以寸草不生。要在火星上種植物的話，首先要把它改造成類似地球上的土壤，讓土壤脫鹽。且要培養(yǎng)微生物，只有微生物存在的土壤才是有生命力的土壤，才能支持生物的生長(zhǎng)。

在解決溫飽問(wèn)題的同時(shí)，營(yíng)養(yǎng)的均衡也是很重要的。

火星旅游者飛往火星途中單程一般需要半年左右的時(shí)間，長(zhǎng)期處于微重力狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)肌肉松弛或骨質(zhì)變輕等太空綜合征。而到達(dá)火星后，旅游者所處環(huán)境也相當(dāng)惡劣，平均溫度為-23℃，晝夜溫差大于地球，而且大氣稀薄而干燥，這些都是對(duì)人體的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。因此，火星食品的營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題對(duì)旅游者的健康至關(guān)重要。

為了盡可能減少飛船的運(yùn)載量，降低發(fā)射成本，科學(xué)家希望未來(lái)能在火星建立食品基地。首批火星旅游者到達(dá)火星后，將在星球表面建一個(gè)微生物分解池，把尿液和糞便分解成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水，用于灌溉莊稼。這些莊稼在擁有人造陽(yáng)光和空氣的溫室中生長(zhǎng)，成為旅游者未來(lái)的食物。

除了蔬菜和米面，肉類也不可缺少。在火星上不能放養(yǎng)牲畜，如果航天員想吃肉排或臘腸，可以用牲畜或魚(yú)類的肌肉細(xì)胞群培養(yǎng)出鮮肉。美國(guó)研究人員已展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，從金魚(yú)身上取下新鮮的肌肉組織、放入營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)。一個(gè)星期后，肌肉組織的質(zhì)量增加了14%。

美國(guó)康奈爾大學(xué)的食品專家花費(fèi)了幾年時(shí)間，利用小麥、西紅柿、土豆、大豆、胡蘿卜等蔬菜為原料，為未來(lái)的火星旅游者配制了200余種素食食譜，最終選擇了15種可以利用在火星上培育的植物作為原料的食譜。

歐洲宇航局的食品科學(xué)家已經(jīng)精心挑選出西紅柿、萵苣、土豆、大豆、菠菜、洋蔥、小麥和大米這8種蔬菜和糧食，他們能為火星旅游者提供充足的維生素、蛋白質(zhì)和碳水化合物，而且可循環(huán)利用程度很高。這些蔬菜和糧食的做法也極具可塑性，廚師們已經(jīng)設(shè)計(jì)出70-80份食譜。

穿

電影中的宇航服是根據(jù)NASA真正的宇航服衍生設(shè)計(jì)而成的，雖然厚重的宇航服在男主角身上穿出了緊身小蠻腰的效果，但現(xiàn)實(shí)中，宇航服并不那么酷炫，反而看起來(lái)蠢萌蠢萌的。

宇航服按照用途一般分為艙內(nèi)宇航服和艙外宇航服。飛船座艙發(fā)生泄漏，壓力突然降低時(shí)，航天員及時(shí)穿上艙內(nèi)宇航服，能夠接通艙內(nèi)與之配套的供氧系統(tǒng)，服裝內(nèi)會(huì)立即充壓供氧，并能提供一定的溫度保障和通信功能。而艙外航天服實(shí)際上是最小的載人航天器，除了具有加壓、充氣、防御宇航射線和微隕星襲擊的作用外，它里面還有通信系統(tǒng)以及生命保障系統(tǒng)。這與科幻電影中的設(shè)定基本一致。

另外，電影中穿宇航服的方式也很酷，宇航員經(jīng)常在緊急狀態(tài)下一個(gè)助跑，“咻”一下像寶劍入鞘一樣對(duì)準(zhǔn)跳入宇航服中，穿衣動(dòng)作一氣呵成?，F(xiàn)實(shí)中也是這樣，新款宇航服的背后加上了接口設(shè)計(jì)，宇航員們可以從艙內(nèi)快速跳進(jìn)宇航服，使宇航服脫離接口，留在艙外，從而保持室內(nèi)清潔。有專家解釋道，這是因?yàn)榛鹦巧蠅m土飄飛，如果紅色土壤被帶入了宇宙飛船內(nèi)，會(huì)對(duì)宇航員和艙內(nèi)設(shè)施造成影響。

火星小檔案：

火星是太陽(yáng)系八大行星之一，是太陽(yáng)系由內(nèi)往外數(shù)的第四顆行星，屬于類地行星，直徑約為地球的53%，自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期均與地球相近，公轉(zhuǎn)一周約為地球公轉(zhuǎn)時(shí)間的兩倍。橘紅色外表是地表的赤鐵礦（氧化鐵）。我國(guó)古書(shū)上將火星稱為“熒惑星”，古代西方（古羅馬）稱之為“戰(zhàn)神瑪爾斯星”。

火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍布且沒(méi)有穩(wěn)定的液態(tài)水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，常有塵暴發(fā)生。火星兩極皆有水冰與干冰組成的極冠，會(huì)隨著季節(jié)消長(zhǎng)。

與地球相比，火星地質(zhì)活動(dòng)較不活躍，地表地貌大部份于遠(yuǎn)古較活躍的時(shí)期形成，有密布的隕石坑、火山與峽谷，包括太陽(yáng)系最高的山：奧林帕斯山和最大的峽谷：水手號(hào)峽谷。另一個(gè)獨(dú)特的地形特征是南北半球的明顯差別：南方是古老、充滿隕石坑的高地，北方則是較年輕的平原。

住

居住艙是宇航員在火星上的家。居住艙具有溫度、濕度和空氣調(diào)節(jié)功能，航天員在居住艙內(nèi)活動(dòng)不需要穿著笨重的艙外宇航服，可以穿得和地面上一樣。這是馬克在火星上得以生存下來(lái)的重要保障，也是人類未來(lái)探索火星前必須解決的重要前提。

現(xiàn)實(shí)中，NASA在休斯敦的約翰遜航天中心建立了火星生存模擬系統(tǒng)，航天員在那里進(jìn)行訓(xùn)練，為火星上的長(zhǎng)期生存做準(zhǔn)備?；鹦巧婺M系統(tǒng)擁有獨(dú)立的生命保障系統(tǒng)，分為上下兩層，包括起居間、工作站及模擬氣閘艙。根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果，目前這套系統(tǒng)還在改進(jìn)中，以適應(yīng)未來(lái)的火星表面生存和作業(yè)。

行

當(dāng)人們降落到火星上之后，他們至少要在火星上待上一年時(shí)間，以等待火星和地球運(yùn)行到回程距離最近的位置，這給了宇航員們大量的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并探索周?chē)h(huán)境。因此，宇航員需要使用穩(wěn)健、可靠、功能多樣的火星車(chē)，前往更遙遠(yuǎn)的地方。在《火星救援》中，男主角開(kāi)著他的火星車(chē)跑了好幾趟，甚至還對(duì)火星車(chē)進(jìn)行了一些不怎么正統(tǒng)的改裝，好讓自己生存下來(lái)。

而現(xiàn)實(shí)中的火星車(chē)外形與電影中非常相似，10多年來(lái)，NASA的“機(jī)會(huì)號(hào)”探測(cè)車(chē)一直在火星上工作和運(yùn)行。但是，目前的火星車(chē)還不具備載人設(shè)計(jì)，在解決行駛距離、輻射保護(hù)等問(wèn)題后，載人探測(cè)車(chē)最終會(huì)像一個(gè)帶著車(chē)輪的生活艙。為了保證機(jī)動(dòng)性，有些版本裝備了6個(gè)轉(zhuǎn)向輪，即使有一個(gè)爆胎，只要向上收起出了問(wèn)題的輪胎，探測(cè)車(chē)依舊可以正常運(yùn)作。

面臨的問(wèn)題雖然很多，可是火星殖民的計(jì)劃還是有前途的?；鹦蔷嚯x地球很近，氣候也跟地球上的差不多，還有足夠的日光來(lái)打造太陽(yáng)能電網(wǎng)，這都是其他星球所不能比擬的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，必須做好解決了某一個(gè)地點(diǎn)的問(wèn)題，其他地點(diǎn)還有各種問(wèn)題在等待著的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，這其中的變化和差異夠科學(xué)家忙的了。