火星計劃有哪些現實障礙？

之前上映的由雷德利·斯科特執導的《火星救援》被譽為是有史以來拍攝人類探索太空的電影中最真實的一部。這部電影的劇情是基于2011年安迪·威爾的小說改編的，影星馬特·達蒙飾演馬克·瓦特尼，一名幽默樂觀的植物學家，在火星經歷了一場惡劣的風暴后，與他的機組成員失聯，所有人都認為他在這次任務中喪生。然而，瓦特尼卻幸運地活了下來，然而他發現自己已經被孤單地遺忘于荒涼的火星。他面臨著食物和物資的極端緊缺, 任何救援的希望都遠在幾年以后或者上百萬公里之外，于是瓦特尼將他的全部精力放在生存上，用電影中最經典的臺詞講就是：要么“用科學干出一條生路”，要么死。

意外的是，瓦特尼并不是運用真正的科學來生存的,更像是一種工程管理的方法。不過不論你把它稱為什么，整個過程都是一個非常有趣且合理的關于怎樣靠山吃山靠水吃水的真實寫照，即便在火星上既沒有青山也沒有綠水。

NASA這邊還在為營救他的方案爭論不休，而在火星上，瓦特尼制定了周密的計劃讓自己能夠活到被營救的那一天。他將自己的基地改造成了化學實驗室和蔬菜大棚，用火箭燃料制備飲用水并在火星貧瘠的土地上用自己的排泄物做肥料來種植土豆，用膠布修補了破損的宇航服，把其他火星車上電池拆下來做備用，又把太陽能板拆下來為電動車充電，還把具有放射性钚電池作為熱源來取暖，最后長途跋涉到當時探路者號降落的地方去修復通訊設備從而和地球取得聯系。

其實，在威爾的小說和斯科特的電影中都有很多不夠準確的地方。舉幾個例子，因為火星的大氣層很薄，所以引發整個故事的導火索——火星上的沙塵暴實際上甚至幾乎連一面旗子都吹不動。相比于使用火箭燃料，瓦特尼更應該開采火星廣闊土地下沉積的冰來制備水。火星的大氣和磁場很難抵擋宇宙輻射，瓦特尼把放射性電池包裹得里三層外三層其實并沒有什么用，實際上，大部分的輻射都來源于他在外面行走時所受到的來自外太空的宇宙射線的輻射。

這些只是小的科學上的錯誤。《火星救援》中與現實更大的出入其實與這些物理學知識關系不大，更多的是關于科技和政治。瓦特尼（或者其他人）是否真的會站在火星上來執行任務？

無論是書還是電影都沒有明確地說明故事是什么時候發生的，但是原著作者威爾透露瓦特尼和他的同伴是在2035年的十一月降落在火星上的。一個又大又貴的能往返于火星和地球的宇宙飛船載著宇航員們經過了四個月的航行最終到達火星。飛船通過自身旋轉來給乘坐者提供人造重力（因為旋轉而產生的一種慣性力，我們常常稱之為離心力）以防止因為長期失重而引起問題。此外，瓦特尼的任務實際上應該是第三個著陸在火星上的任務，前兩個任務發生在2030年左右。

這一切看起來都和NASA的“火星之旅”吻合，“火星之旅”計劃旨在將人類于2030年送到火星上，但NASA的這個計劃存在著很多問題。盡管《火星救援》中展現的科技水平很精準，但它看起來只有當NASA掌握了更多的政治話語權并且從聯邦獲得的預算要遠遠大于目前的0.4%的時候才有可能發生，這對NASA來說簡直就是天堂。

另外，目前NASA并沒有制造一艘大型的、可在地球和火星之間周期性往返的飛船的計劃，這可能是因為NASA的資金無法去負擔一艘如此昂貴的飛船。實際上，華盛頓方面一直在為如何去與民間資本長期共同分攤并維持NASA的預算而爭論不休，這意味著這次遠航計劃中關鍵的部件——重型火箭、燃料、引擎、深空飛行器、著陸裝置、空間站、火星車都會一直停留在圖紙上，如果真的有圖紙的話。而且這種長遠的火星計劃也極有可能因為某任總統或者某些議員對其態度的突然轉變而化為泡影。因為政治政策上的限制，NASA甚至在2035年連一個人都送不上火星，更何況三個了。

其次，到了2030年，可能會有更“合理”的原因來阻止人類在火星上登陸。即尋找外星生命，不過這可能既是將人類送上火星的最強大動力，也同樣可能是終結這個計劃的原因。這不，最近NASA證實了火星上有流動的液態水，這更給關于人類能否在不破壞環境的條件下登陸火星最宜居地區的爭論火上澆油。由于我們對飛船的消毒工作并不完美，地球的微生物已經多次在太空旅行中搭了順風車，它們可能會造成物種入侵，破壞當地的生態環境。

即便一個探測器上有個別頑強的微生物活了下來看似無傷大雅，那么人類各種探測器上數萬億的微生物就會成為一個很嚴重的問題。之前由美國國家科學院指出的“行星保護”問題就考慮讓人類只可以在火星最沒可能存在生命跡象的地區登陸。我們不得不承認，向火星發射的越來越多的探測器讓我們逐步揭開了火星神秘的面紗，我們驚奇地發現原來火星上的環境比我們之前想象的要好得多，這就導致了允許人類“無害登陸”的地區越來越少。越來越多的限制條件會讓政客們更加嚴格地控制NASA的預算，并思考為什么還要如此不辭辛勞地將人類送上火星。

美國行星協會（世界上最大的空間研究團隊，致力于激勵起人們對太空冒險及其神秘的興趣）在不久前的報道中提出了一個關于解決預算和污染問題的暫定方法：在2030年將人類送到火衛一和火衛二上去，而不是火星本身。因為這兩顆衛星的質量很小，引力就小，低所以易于著陸。而且它們的表面，也很可能散落著一些因與火星撞擊而被衛星引力捕獲的小行星碎片。在這些登陸火星衛星的計劃之后，人類最終將在之后的十年末也就是2040年左右登陸火星。

因為它延遲了那個直接登陸并居住在火星的燒錢計劃，所以在預算的有限的情況下，更加省錢更加簡單的登陸其衛星的計劃也就變得更現實更有可行性一些。這恰恰也給解決行星保護問題提供了更多的時間，要么通過更好的方法限制人類在星球表面的活動，要么運用更先進的遙控技術。地球和火星之間的信息傳遞延遲時間平均為20分鐘左右，這限制了探測的效率、靈活性和速度。然而火星和火衛一之間的通訊延時時間只有40毫秒，這將使遙控探測變得前所未有地簡單有效。

相比于在火星上自力更生，在2035年，像瓦特尼這樣的被困宇航員更有可能出現在火星的某顆衛星上，操縱著那些遙控機器人自由地穿梭在火星的洞穴、山脈和天空中。到那時，《火星救援》中渾身沾滿地球微生物的、穿著笨重宇航服的宇航員在火星種土豆將會是一件很可笑的事情。現在，再來看看這部電影，這可能的確是在人類真正著手登陸計劃之前最逼真的一次想象了。

發表于 2016-02-17 00:00
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