沒有人知道為什麼我們的祖先會決定解放他們的雙手並開始直立行走,或許僅僅是為了抬高身體重心,以便更好地眺望那些在遙遠星空中不斷閃爍的美麗繁星。當他們意識到那些點綴在黑夜幕布上的亮片是和地球一樣的天體時,就開始了不斷的遐想與思考:怎樣才能擺脫地球的引力,穿越那無窮無盡、黑暗空蕩的星際空間,跨越數以萬億計公裡的遙遠距離,到達另一個星體、甚至另一個文明世界?
日前,美國科學家和科幻小說家們熱烈討論了與星際旅行相關的熱門話題,提出了許多看似荒誕的想法。有研究者預言:這項探險終將成功。因為從理論上講,這項任務並不違背任何自然定律。我們需要的只是新技術、新設想,或許還有一些瘋狂。
行:用什麼交通工具?
速度最快的物質是光。但即使以光速運行,到距離我們最近的恆星系作一次往返旅行,也需要接近9年時間。而目前世界上最快的宇宙飛船的速度與光速相比還差得很遠,要想在合適的時間內實施向鄰近恆星系的旅行,我們必須在物理學上有所突破。
舉個簡單的例子,與我們距離最近的阿爾法半人馬座比鄰星,離太陽大約有4.4光年(1光年大約等於9.6萬億公裡);人類迄今製造出的航行速度最快的飛行器是「旅行者」太空探測器,它的速度是每秒18公裡。這就是說,即使生活在11000年前冰川時期的洞穴人就開始用「旅行者」太空探測器去探測半人馬座比鄰星,就算沒有任何意外,它目前還正在茫茫太空中孜孜不倦地飛行,僅僅完成了全部旅程的1/15。
科學家們指出,宇宙飛船推進器的重量和推動力是目前星際旅行遇到的最大難題:今天的太空飛行器靠火箭推動,要想達到一個足夠快的速度,使我們可以在長短合理的時間內到達任何想要去的太空目的地,那麼火箭就需要充足的燃料,得到足夠大的推動力。但這樣的話,火箭攜帶的燃料重量就太大了,大得足以阻止它獲得足夠的速度。很顯然,火箭不是實施星際旅行的合適工具,人類需要找到一種僅需要很少的燃料或根本不需要燃料的新的航天方式。
有人設想,無推進器的太空飛船也許是解決問題的最終方案。這種飛船裝備有一個超薄、超大的帆,完全展開後有美國的德克薩斯州那麼大,但它同時非常輕,不會比一座小型橋梁重多少。從位於地球、空間站或者是陽光普照的水星上的基地,對準帆發射一束雷射或高能微波源為飛船提供能量,推動飛船以1/3的光速行進,大約為每秒8.8萬公裡,飛船就可以在50年之內到達半人馬星座。
為此,我們可以挑選一批16歲左右的孩子,訓練他們成為首批太空人。等他們20歲左右時派遣他們出發,經過長時間枯燥的太空旅程,在他們65歲左右時到達半人馬星座,進行一些科學探索,然後把他們所得到的信息傳送回地球。非常明顯,人類壽命的極限決定了這批太空人「有去無回」的命運,但它畢竟可以由一代人完成。
如果想走得更遠,就需要構思多代宇宙飛船的模型。自帶引擎和燃料是必需的,燃料的供給也許可以採用能夠產生巨大能量的核能或物質與反物質碰撞的形式。
當然,飛船還要具備適合長期旅行的舒適環境。飛船始終以每分鐘1-2轉的速度輕微自旋,從而創造出一個類似地球的重力環境。另外,飛船內部空間的設計必須參考大建築師們的意見,合理規劃,既要像購物中心那樣有效利用,又要設施齊備,讓飛船成員感到自由舒適。
社會結構:多代人星級移民的婚姻
如果一代人無法完成太空探索的任務,那麼多代人星際旅行,即星際移民可行嗎?在這種設想下,飛船上的成員將會在飛船這個完全封閉的人造環境中度過他們的一生。他們將孤獨地穿行於茫茫星際空間中,度過一年又一年的時光,經過一代又一代人,不斷重複著生命的過程。最後,成員們的後代將到達目的地,替祖輩完成任務。
在過去幾十年中,太空科學家和科幻作家已在一定程度上構想了星際旅行團成員的最佳規模和組合方式。他們曾設想過許多不同類型的成員組:由身體強壯、意志超強的人組成的成員組;由生物工程和無性繁殖製造的「生化人和無性人」組成的成員組,它們看管著許多冰凍胚胎,在需要的時候解凍並孵育人類。
科幻小說已經描繪了多代人星際旅行的社會結構圖——這是一種非常特殊的社會,成員間的社會關係異常緊密,不同於我們經歷過的任何人類社會。不少研究者認為,目前軍事化的太空人結構是不適合星際旅行的。他們把目光投向了最「熟悉的、無處不在的、容易理解和組織」的社會模式——家庭。實際上,歷史上每一個人類社會,從小規模的遊牧社會到由幾億人組成的大國,都是建立在家庭基礎上的。家庭中成員的輩分和地位非常明確,當這種關係不明確的時候,成員之間總會以內部會議的方式來解決問題。也許,傳統的家庭結構是在太空生存的關鍵。
飛船成員的組成要周密考慮,有男有女,就像一個小型社會。所有星際太空人都有均等的機會結婚生子,並保證每一個到達性成熟年齡的成員都有大約十個適齡異性可供選擇交往。為了避免飛船成員內部長期近親結婚可能會產生的一種被稱為「遺傳漂變」的不良後果,星際旅行成員社會中需要制訂一些特殊的有關婚姻和家庭的法規。計算機模擬結果表明,全體成員至少要有80-100人才能避免由於長期近親婚配所帶來的基因漂變問題,從而確保下一代的基因多樣性。這樣的團體可以維持這種關係超過1000年,不過要確保以下兩點:女人在35歲左右才能生育孩子和一夫一妻制。
交流:說什麼語言
在這樣一個獨特的社會中,讓每一位飛船成員都可以毫不費力地互相交流,一種語言就已足夠。最可能被選擇使用的語言也許會是英語,因為它已相當普及。
但因為來自不同國家和地區,飛船成員的口音肯定會有不同,所以他們的後代所使用的英語將會帶有一種特有的節律和成分,也就是所謂「太空英語」。太空英語的基本語言結構和英語將不會有太大差別,只是會有一些年輕人創造出的新詞出現以及那些很少使用的詞彙丟失罷了。可以想像,諸如雪、河、冬天、蚊子這樣的單詞將不再出現。
食物:吃什麼東西
還有一個不能忽視的問題——太空食品。星際飛船上所能提供的所有食物都是自給自足的,這些食物必須可以在飛船上種植、培育及合成。但有一點是可以肯定的,那就是飛船成員們再也不能享受到只有在地球上才能享受到的美味大餐。
飛船上沒有多餘空間來飼養家畜,當然也沒有可能從地球上轉運食物以填充飛船冷庫。成員們必須是完全自給自足的。有些科學家設想,飛船上的莊稼將會採用水栽法種植,它們懸浮在像排水溝一樣的容器裡,吸收緩慢流過根部的水分和養料。可選擇種植的有小麥、大米、土豆、大豆、玉米和辣椒等草本植物。
另外,想像力豐富的農學家還提出了微生物食品的可行性。植物成熟往往要花費幾周時間,但酵母菌之類的細菌卻能夠在短短幾個小時內繁殖出幾大桶,可以造出大量的碳水化合物、糖、蛋白和脂肪的原料。它們只以人和莊稼製造的含碳廢物為生,還可以重複循環利用。現在有一種由絲狀黴菌製造的蛋白產品,吃起來很像雞肉。
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爭議中的火星計劃
因移民火星計劃引起巨大爭議的荷蘭「火星一號」公司,上月中旬與美國洛克希德-馬丁公司、英國薩裡衛星技術公司聯合宣布,「火星一號」公司擬於2018年實施首個民間無人探測器登陸火星計劃,該公司已委託後兩家公司設計火星著陸探測器和衛星。
「火星一號」公司執行長巴斯·蘭斯多普說:「2018年的任務將是一次示範任務,目的是驗證對在火星上建立人類永久居住地的最終目標至關重要的一些技術。」洛克希德-馬丁公司此次的設計將參照此前曾為美國航天局設計建造的「鳳凰」號火星著陸探測器,它將擁有與「鳳凰」號類似的機械挖掘臂,以及太陽能電池板、攝像機和一些實驗設備。
「火星一號」公司此前提出在2023年將首批移民送往火星的計劃,而最新計劃延期至2025年,但前提是需要60億美元資金,如此大規模的科學項目,該機構希望通過電視選秀、捐贈等方式來募集資金,同時只提供火星「單程票」,引發了諸多質疑。(新華社記者 林小春)