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人类是否真的需要一颗“候补地球”?

2018-05-26 09:41:21   作者:叶倾城   来源:新浪科技   分享:扫描到手机

人类是否真的需要一颗“候补地球”?,  据国外媒体报道,SpaceX公司首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)有一个美好的愿景——尽可能早地派遣人类登陆火星表面!今年马斯克在太空探索领域已取得极大

  据国外媒体报道,SpaceX公司首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)有一个美好的愿景——尽可能早地派遣人类登陆火星表面!今年马斯克在太空探索领域已取得极大的成功,将“猎鹰”重型火箭发射升空,并携载一辆特斯拉跑车朝向小行星带。事实上,这个重量级火箭仅是马斯克太空计划的一小部分,他的最终计划是携载太空殖民者乘坐太空舰队抵达火星。

  虽然抵达火星是一个勘测目标,但还有一个更令人信服的理由。科幻作品中充斥大量如果人类仍限制生存在地球上将潜在出现的反乌托邦未来,例如:小行星碰撞地球为题材的科幻电影《深度撞击》、《世界末日》,机器人战争剧《太空堡垒卡拉狄加》、《终结者》,反映医疗问题和人口过剩现象的科幻电影《末代浩劫》和《极乐世界》,以及许多关于自然和人为灾难的电影作品。美国纪录片《詹姆斯·卡梅隆的科幻故事》讲述了“黑暗未来”,以及人类如何在其它行星殖民化,人类是否真的需要一个“候补地球”?

  科幻小说激发第一批“火箭先锋”探索地外太空区域,20世纪早期,罗伯特·戈达德(Robert Goddard)推动了液态火箭的发展,很显然他是一位火箭爱好者,因为他自己写了许多科幻小说。上世纪60年代和70年代,“阿波罗”月球火箭是由沃纳·冯·布劳恩(Wernher von Braun)设计的,布劳恩在童年时期就非常喜爱科幻小说,上世纪50年代曾与迪斯尼公司共同制作了一部关于太空飞行的教育片。

  快速观察一下太阳系,科学家就会发现一个真实原因,事实上我们所有人应当从科幻小说中获取创意灵感,更加关注地球的未来。邻近地球的月球、火星和许多“无风”卫星都表面遍布陨坑,这些陨坑是过去几十亿年里太空岩石和其它小型天体碰撞卫星和行星表面造成的。

  地球未遭受大量陨星碰撞是由于拥有厚密大气层,我们可以想像一下恐龙世界,大约0.66亿年前当一颗大型小行星或者彗星(直径10-15千米)碰撞在地球表面,最终导致地球曾经的霸主——恐龙,从此灭绝消亡。同时,车里雅宾斯克小行星碰撞事件已有5周年时间,当时一颗17米直径的小型天体碰撞在俄罗斯一个小镇,震碎的玻璃造成许多人受伤,并带来了财产损失。

  美国宇航局制定了一个积极的小行星搜索计划,以及应对小行星威胁地球的一些计划,但即使是为那些“入侵者”做准备也是不够的,它们必然对地球构成巨大的威胁。未来大约40亿-50亿年,当太阳耗尽所有氢,并聚变成氦,将演变成为一颗红巨星,伴随着太阳逐渐膨胀,它将吞噬水星和金星,这两颗行星比地球更接近太阳。如果真这样将是一则坏消息,地球将遭受太阳的炽热烘烤,逐渐脱离轨道或者连同水星和金星一起被太阳吞噬。在任何一种情况下,都对于地球上的人类和生命形式来说是一个糟糕的消息。

  去火星吧!

  在科幻作品中,逃离地球最受欢迎的目的地是——火星。起初,这是因为人们曾认为像人类的其它生命可能生活在这里。1877年,意大利天文学家乔瓦尼·斯加帕雷里(Giovanni Schiaparelli)报道称,在火星表面观察发现通道结构,但是没有说这是天然的还是人造的。19世纪初,美国科普作家帕西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell)更进一步地进行了说明,他解释了为什么会出现这样的通道。罗威尔说:“也许是火星人试图排泄水,维持这颗垂死的行星。”据悉,火星表面通道结构之后被解释为“望远镜人造物”,目前机械探测器登陆火星并未发现这样的结构存在。

  19世纪之交,科幻小说对人们探索认知火星产生较大的影响。其中最著名的是1898年赫伯特·乔治·威尔斯撰写的著名科幻小说《世界大战(War of the Worlds)》,这部小说描述了外星人入侵地球。之后1938年这部科幻小说在美国广播电台播放,2005年汤姆·克鲁斯主演的电影《世界大战》就是依据这部小说改编的。同时,1912年埃德加·赖斯·巴勒斯出版了一本科幻小说《火星公主(A Princess of Mars)》,讲述了一系列生活在火星表面的生物,它们被称为“巴索姆(Barsoom)”。2012年,电影《约翰·卡特》就是根据其中的故事情节改编的。

  人类探索倡导组织“火星团体”创始人罗伯特·祖布林(Robert Zubrin)称,火星未来将成为科幻小说作家所预想有人居住的星球。2015年科幻电影《火星救援》和1990年施瓦辛格主演的电影《宇宙威龙》就是展现未来的两个例子,其中电影《宇宙威龙》有一句著名的台词:“你去火星吧!”

  但是为什么科幻小说使得外星探索看上去比我们现实探索任务更加简单呢?祖布林称,部分原因在于我们的心态。他指出,500多年前波兰天文学家哥白尼提出“日心说”理论,认为地球环绕太阳运行。而当时多数人仍认为地球就是“世界主体”,地球之上存在着天空,但仍然是以地球为中心。祖布林指出,地球在太空中运行,但是人们在日常生活中很少思考这个事实。

  祖布林宣称,我们通过近地轨道和月球探索,将逐渐接近火星。这种太空探索方式类似于18世纪探险家路易斯和克拉克在密西西比河之外行进了160公里,之后等待下一组探险者向西部更远的探索。

  祖布林说:“如果有人问你为什么太空如此重要?这是一个非常荒谬的问题,就像某位在小村庄里生活的人,他会问为什么世界其它地区会吸引人一样。他提倡在全球其它地区寻找资源、知识或者一个安全的避风港。星际旅行将是最终梦想,但同时我们应该更加关注最邻近的外星资源——火星,这是我们使用现代技术最易抵达的星球。”

  祖布林表示,最重要的一步是决定你想要做的事情,这正是埃隆·马斯克讨论的宏伟太空计划。美国宇航局的许多专家都希望实现人类登陆火星,但作为一个国家机构,他们总在拖延时间,为政治阶层提供不接受太空挑战的各种理由和借口。

  登陆火星,或者更远的地方?

  祖布林的计划(他在1991年研究报告中概述为“直达火星”,并且从那时起就开始大力推广这一计划),主张未来人类驾驶太空飞船直达火星,对太空飞船进行最小化轨道或者非轨道装配。使用当前推进系统,一艘太空飞船抵达火星仅需6个月时间,这是宇航员在国际空间站度过的“标准时间”。

  首批火星任务可能携带多数旅行者生活所需的物资,例如:食物和水。但是早期太空旅行也可能带来一些建筑材料,为后期登陆者提供更多的生活资源,例如:让首批火星登陆者生活在温室或者栖息基地。祖布林指出,首批火星登陆者可能主要食用他们从地球上携带的肉质食物,而未来的火星殖民者们将更多地食用在火星表面种植的蔬菜,更多地利用当地资源制造食物。同时,“火星团体”的火星沙漠研究站和“突起线”火星极地研究站设计的栖息基地可用于评估分析真实的火星房屋将是什么样的。

  返程地球航天器的推进燃料可由火星二氧化碳和水制成,它们可产生甲烷和氧气燃料,祖布林指出,火星二氧化碳和水是最廉价的推进燃料组合,只有氢-氧混合才能提供更好的排气速度。

  但是火星表面仍存在一个大问题——它与地球不太一样,当然,人们可以通过技术管控生存风险。它的白天时间长度与地球接近,但是火星引力仅是地球的三分之一。火星空气不能进行呼吸,如果火星表面存在水,那么其数量会非常少。月球的情况更加糟糕,仅有六分之一的地球引力,昼夜周期比地球更少,而且没有空气。

  美国史密森学会国家航空航天博物馆退休馆长罗杰·拉尼乌斯(Roger Launius)称,火星和月球不是我们派遣大量登陆者进行太空殖民化的星球。他预测到本世纪末,月球或者火星表面可能会有研究站,类似于现今南极科学考察站。

  拉尼乌斯表示,但是为了人类真正地找到另一个家园,我们将必须遵循《太空堡垒卡拉狄加》的太空计划,在太空中搜寻另一颗地球。如果我们的后代出生在火星或者月球环境,那里的引力远低于地球,这对人体发育所产生的影响是不可预测的。

  拉尼乌斯指出,快速抵达“第二地球”存在的恒星系统是非常有必要的,我们需要搜寻一种比光速更快的太空飞行速度,或者实现太空飞船能长期在太空中航行,提供几代人在太空飞船繁衍生存。另一种可能是通过冬眠尽可能延长宇航员的寿命,就像科幻电影《外星人》和《阿凡达》中所做的那样,或者研制一种类似《星际迷航》的机器装置,融入人体之中延长人类寿命。

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