在今年夏天,火星發射窗口再一次開啟,人類先後發射了三枚無人探測器飛向火星。不僅如此,中國國家航天局(CNSA)的天問一號和美國宇航局(NASA)的毅力號將要在火星上登陸,對火星地表進行深入探測。
在探測器還在奔向火星途中,SpaceX發射了星際飛船的全尺寸原型機。雖然飛船隻飛了150米高,沒有進入太空中,但這將會是埃隆·馬斯克(Elon Musk)的火星殖民計劃的起點。
一個殘酷的事實讓人類不得不認真考慮未來,那就是沒有一個物種可以在地球上長期生存下去。雖然地球在過去幾十億年來始終是宜居的星球,但地球上的物種已經換了一茬又一茬。目前地球上生活著大約1000萬個物種,但這只是地球有過的物種總數的1%。
地球本身的活動會造成氣候劇變,導致很多生命無法適應。另外,小行星撞擊、超新星的伽馬射線暴轟擊也會造成物種大滅絕。為了避免像過去99%的物種那樣走向滅絕,人類遲早要離開地球,去宇宙中尋找第二家園,這也是著名物理學家霍金在生前所表達的觀點。
火星是最為靠近地球的行星之一,它或成為人類太空殖民的第一站。這顆紅色星球在過去很有可能是宜居的,就像地球那樣有液態水。但由於磁場的消失,太陽風吹走了火星大氣,也帶走了表面的液態水。
先前的研究表明,目前火星的極地還有大量的水冰。如果通過溫室效應來讓火星升溫,冰封於極地的水就能被釋放出來,人類在火星上生活也將成為可能。
現階段,只有無人探測器造訪過火星。下一步,人類將會在十幾年後登陸火星。但載人火星任務異常困難,因為任務周期非常漫長,這對於太空人來說是不小的挑戰。
為了節省燃料,太空飛船會在火星靠近地球時發射。火星離地球最近時也有5500萬公裡,太空飛船需要半年的時間才能飛抵火星。當太空飛船登陸火星後,又不能很快返回地球,因為地球在遠去。需要等到兩年多之後,下一次火星接近地球時,飛船才能返航。
即便考慮到最快的情況,太空人也要在火星上生活17個月的時間,整個載人火星任務時長將會超過兩年。為了驗證長時間的火星任務對太空人造成的影響,NASA進行了夏威夷太空探索模擬和仿真實驗(HI-SEAS)。
在荒涼的高山地區,NASA建造了模擬火星載人基地的封閉艙。3男3女共計6名科學家參與到模擬實驗中,他們有的是土壤學家,有的是醫生,有的是天體生物學家。
模擬火星任務的時間為1年,6位科學家在此期間不能離開「基地」。為了讓實驗更加接近現實,6位科學家與外界的通信被延遲了,而且通信方式被限制為郵件。一旦離開封閉艙,他們就要穿上笨拙的太空衣,而且一個星期只能出去一次。
在封閉艙中,6位科學家都有各自的房間,但空間很小,而且都是挨在一起的。他們幾乎沒有隱私,因為他們的活動被NASA全程跟蹤。經過這樣長達一年的嚴苛考驗之後,幾位參與者或多或少都有些精神麻木了,他們的生理和心理都遭受了很大的壓力。
不過,與真正的載人火星任務相比,模擬實驗的時間還是遠遠不夠的。如果時間再延長許多,參與者還能不能承受得住,這都需要未來的模擬實驗進一步驗證。