飞往火星的单程票

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让地球人着迷的火星
  在太阳系中,没有哪颗行星能像火星那样让地球人着迷。火星是距地球最近的一颗行星,也是与地球最相似的一颗行星。火星的半径比地球的一半略多一点(3397千米),其自转轴倾角和自转周期(24小时37分)也与地球相近,其公转一周约为地球公转周期的两倍(687天)。
  以二氧化碳为主的火星大气十分稀薄(密度还不到地球大气的1%),因而热量无法保存,气压也很低。火星表面温度极低,平均温度零下55℃,日温差大于100℃,夏季温度17℃~22℃,冬季零下123℃~零下133℃。火星上也有四季交替的气候变化。火星表面没有稳定的液态水体,两极有以水冰和干冰为主的极冠,而且上面覆盖的干冰会随季节消长。
  火星被称为红色的行星,因为火星表面覆盖着岩石碎块、沙尘及富铁黏土(即赤铁矿)而呈现出铁锈红色,另外还有赭色的砾石地和凝固的熔岩流。火星上常有猛烈的大风,形成可以覆盖全球的特大型沙尘暴、移动的沙丘,每次可持续数个星期。火星现在没有全球性偶极磁场(只有多极磁场),不能阻止高能射线粒子直接轰击火星表面。
  对火星的空间探测始于20世纪60年代。迄今为止,一共进行了40多次火星探测,其中约有2/3是失败的,足见火星探测充满巨大风险。目前人类在火星基本物理参数、火星空间与表面环境、大气层、电离层、磁层、地形地貌与地质构造、火星表面物质、火星内部结构等方面取得了巨大的成就。
  为什么人类对火星充满浓厚兴趣?
  太阳系内除了地球外,火星是最有可能存在生命的天体。
  大约40亿年前,火星表面存在过水,甚至可能有过河流、湖泊和海洋。后来,火星表面的水可能沉入火星地表以下;或者由于火星引力小,水蒸发成气体,逃出了火星的大气。
  适合进行比较行星学研究和太阳系起源与演化研究:如火星磁场与地球磁场的比较研究、火星大气和气候变化与地球气候变化的比较研究、火星臭氧洞和地球臭氧层的比较研究。
  火星上有丰富的资源,如风能,地热,可用二氧化碳和氢制造甲烷燃料,也可用氢同位素进行核发电等等;火星上有火山活动和水流冲击形成的各种金属富矿。
  火星上的绿黏土和火山灰,有利于植物生长;火星大气中有足够的二氧化碳气体,可提高植物光合作用的效能,使农作物获得比地球上更大的丰收。火星上到处都是氧化铁等氧化物质,可还原出氧气。
  下一个伟大而艰巨的任务是人类登上火星。
  美国国家航空航天局(NASA)计划在2031年左右实现载人登陆火星。
  火星一号则宣称2023年就能实现“火星定居”。
  火星一号移民计划
  火星一号是总部设在荷兰的一家非营利组织。2012年,火星一号提出了惊天动地的移民计划,宣布要在2025年以前在火星上修建第一个人类居住地。
  这一任务最初会送2男2女共4名宇航员去火星,他们肩负着“10年之内在火星上建立殖民地”的使命。地球人抵达火星后将不再被接回地球,只能在那里度过余生。2013年,火星一号宣布公开征集前往火星的地球人。征集发布后,全球有200586人报名。2014年5月,火星一号宣布从这20多万份申请中筛选出705名(418名男士和287名女士)。接下来,候选人将接受挑选委员会的面试,展示其知识、才智、适应能力和个人品行等。目前,火星一号正在和媒体洽谈,准备现场直播面试,让这705位候选者和广大观众分享他们的故事。
  根据火星一号计划,这705名候选人未来几年将参加移民火星的各项培训,并在多轮筛选中最后决出20~40名候选人,分期分批出发,代表人类定居火星,其中首批2男2女宇航员将在2023年4月踏上征程。
  火星一号公司为了这一计划万无一失,预计在2016年向火星发射一颗通信卫星和一个补给系统。2018年运送一辆火星车登陆火星表面,探索拥有相对较佳居住条件的理想位置,并在接下来的7年内,在火星表面探索居住场所,装载相关补给系统,并建立火星居住基地。
  虽然大众觉得火星一号的“单程票”殖民计划有些疯狂,但该计划得到一些科学家(包括诺贝尔物理学奖获得者)、航天员、工程师的支持,在大众中引起了强烈反响。一名来自旧金山的女士希望自己是第一个死在火星上的人。一位丈夫得知妻子执意要成为火星一号候选人后发表支持感言:爱她就让她去火星吧。
  火星探索之旅并不孤独
  俄罗斯也制定了雄心勃勃的火星探测计划:按照他们的安排,2035年前将进行载人火星探测。
  美国航空航天局有自己周密的探索火星路线图:2013年到2020年间发射能将火星物质样本带回地球的探测器,最终在2031年2月派宇航员远征火星,但是有双程车票。
  火星一号的巨大挑战
  目前,火星一号存在很多巨大的挑战。
  不知在何处的巨额资金。根据火星一号计划,初始补养可能需要发射6次宇宙飞船来完成,但麻省理工学院认为至少需要15次才能完成初次补给任务。仅这一项运输花费,与宇航员的运送一起就达45亿美元,而开支必将随着其他成员和补给的增加而飙升,少则几百亿,多则上千亿。但目前巨额经费还没有着落。
  火星上怎么维持补给。2014年10月,美国麻省理工学院的工程师们发明了一个居住地分析工具来评估火星一号任务的可实现程度。
  工程师们用系统论方法分析火星一号任务,评估了该任务的众多基本面,比如居住条件、生命支撑系统、备用件需求以及运输,还深入考察了每个成本对整体系统工程的贡献度,模拟结果表明依据现有技术,在火星上生存不乐观。
  基于国际空间站宇航员的典型工作日程、活动水平和新陈代谢率,研究人员模拟出火星移民的一天需要消耗约1.27千焦热量,而种植农作物需要大约200平方米的土壤,但火星一号计划只估计出了50平方米。按照该项目的计划,如果农作物在移民居住点种植,会产生不安全的氧气含量,超过防火安全临界值,这要求持续生产氮气来降低氧气水平。时间一长,会导致氮气罐消耗殆尽,让居民点因自然泄漏面临缺乏气体补偿的处境,最终导致在68天内第一批居民窒息而死。可能的解决方案,应该发展至少两种技术,一种是能消除多余氧气的技术,另一种是隔绝出单独温室种植谷物的技术。令人惊讶的是,最便宜的选择,竟是从地球家园运输所有食物。
  研究组还进行了一个针对备用器件供应的综合分析,火星上想要某个备用件时,地球要每26个月一次地发射,然后再等上180天的飞行才能拿到。如果能在当地制造备用件会省很多事,3D打印技术可以让移民在火星上制造备用件。但这个技术目前发展得还不够高级,还不能重复制作尺寸精确且拥有足够功能的太空备用件。
  此外还有生命支持技术的问题,遥远艰险的长途飞行对宇航员生理和心理影响,空间环境包括火星环境如辐射、大气、微引力对人的生理和心理影响等等。
  由此可见,项目的技术可行性评估及花费评估得出的结果很不乐观,该计划看起来真令人有些气馁。
  火星一号计划试图跨国界、跨政府撬动市场资金购买已有的空间技术(能否买到还不一定),攒出一趟单程车票的火星之旅,是娱乐?是商业炒作?是骗局?还是确实能够如期成行,现在不得而知。但它确实吸引了世人的眼球,唤起人们探索宇宙空间的热情,激发大家的科学兴趣,而且私人机构参与提升公众太空意识,或许可以创造或设计一些新技术,帮助未来的团队成功登陆火星。因此,无论火星一号计划能否成功,人类从该创举中都将获得意义重大的收获。
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