我們真的有必要移民火星嗎?
先說結論
人類在未來100年內,都不具備大規模移民火星的能力,但這也許是件好事,原因且聽我細細道來。
首先可以肯定的是,火星的環境本身就極其致命,那里的大氣極其稀薄,氣壓不到地球的1%,幾乎是真空狀態,如果你膽敢不穿宇航服就暴露在外,你舌頭上的唾液都會瞬間沸騰,無處不在的宇宙輻射會持續轟炸你,讓患癌風險呈指數級飆升。
更別提那令人難以置信的嚴寒了,平均氣溫低至零下52攝氏度,在極地的冬夜甚至能降到零下88攝氏度。
當然,凡事有利有弊。在火星上,你的體重只有地球上的三分之一,但這好處的代價是,你的肌肉和骨骼會在短短幾個月內迅速萎縮
為了讓你更直觀地感受火星的敵意,我們來做個思想實驗:假設你沒穿宇航服就站在火星表面,會發生什么?
15秒內,你會因缺氧昏迷,同時,極低的氣壓讓你體內的水分開始“沸騰”,身體急速腫脹,肺部瞬間癟掉;血液甚至會在血管里“沸騰”,大約60到90秒后,和這個宇宙說再見。
火星上還有可能持續數月的全球性沙塵暴,它們能徹底遮蔽天空,讓能見度降到幾乎伸手不見五指,火星的塵埃尤其“陰險”,它們是含有毒性高氯酸鹽的微小尖銳顆粒,極易滲入機器、宇航服,最終不可避免地進入我們的肺部。
然而即便現實如此骨感,也仍然有一些人興致勃勃要移民火星,早在2016年馬斯克就宣布要在本世紀50年代殖民火星,計劃運送一百萬人,但到了2025年,這個目標看起來愈發遙遠,作為關鍵運輸工具的星艦屢遭延誤和測試失敗,首次完整軌道試飛直到2023年才姍姍來遲,后續測試也暴露出嚴重的可靠性問題。
同樣被視為登陸火星“跳板”的NASA重返月球計劃,阿提米斯計劃,也一再推遲,原定目標早已過去,如今二號任務推到2025年,三號任務更是延至2027年,要知道,這還僅僅是去近在咫尺的月球!
只能說人類還是太樂觀了,還記得1969年首次登月后,NASA曾預測80年代就能建成永久月球基地,2000年就能載人登陸火星,這些最終都化為泡影或被大幅縮減,因為技術難度實在是太大了。
地球到火星的平均距離約為2.25億公里,以現有技術,單程就需要6到9個月,漫長的旅途中,宇航員不僅要忍受狹小空間的幽閉,持續暴露在危險的宇宙輻射下,還得面對與地球完全隔絕、無法獲得即時援助的困境。
一旦發生醫療或技術緊急狀況,根本沒有撤離或快速補給的可能。由于距離遙遠,與地球的通訊延遲長達4到24分鐘,這意味著沒有實時視頻通話,沒有在線娛樂,更沒有緊急情況下的即時指導。
所以我們為什么還癡迷于建立火星殖民地呢?
很多人給出的答案是,萬一地球被我們搞砸了,還有個“備份”,但這是一種危險的幻想,它會分散我們的精力,試想:如果我們真有能力在火星上建造完全封閉、自給自足的生態圈,為何不先在更容易、成本更低的戈壁沙漠或南極洲實踐呢?
行星學會聯合創始人,路易斯·弗里德曼,將移民火星的熱情,比作上世紀人類對海底或南極殖民的幻想,那些最終都未實現,他指出,盡管南極擁有可呼吸的空氣、正常的壓力和輻射水平,我們至今也只是在那里建立了幾個科考站,遠談不上移民開發,水下世界更是如此。
上世紀90年代的“生物圈二號”實驗,讓8個人在一個模擬太空殖民地的封閉生態系統里生活了兩年,結果困難重重:氧氣驟降、食物短缺、昆蟲死亡、人際關系惡化,在地球上尚且如此艱難,我們又怎能在條件惡劣百倍的火星上成功呢?
也許你會說:“科技總會進步的”
沒錯,但有些物理定律和生理限制,并非靠聰明才智就能輕易跨越,比如輻射,最新的動物實驗表明,長期暴露在這種輻射下會導致嚴重的神經損傷。即使住在地下或有屏蔽的基地,你也總得出門吧?
每一次外出都是在“積攢”風險。太空醫學專家雷切爾·蘭斯博士的研究指出,即使有最好的防護,火星殖民者的預期壽命也可能因輻射累積而縮短15到20年,這還不算認知損害、心血管和免疫系統問題,以及類似早發性阿爾茨海默癥的風險。
再談談繁衍后代。在火星生兒育女?
近期的軌道實驗表明,微重力對哺乳動物胚胎發育極為不利。太空婦科專家瓦莎·杰恩博士直言,現有數據表明,沒有極其復雜的醫療干預,人類在火星懷孕可能根本行不通。即便孩子僥幸健康出生,在僅有地球38%引力的火星上長大,他們的生理結構將完全適應低重力環境,可能永遠無法承受地球的“重負”,只能在火星上生活一輩子。
即便是經驗豐富的宇航員,從長期太空任務返回地球后,也要經歷一段痛苦的適應期,飽受惡心、眩暈、虛弱的折磨。斯科特·凱利等長期駐留太空站的宇航員,甚至出現了認知能力下降和基因功能改變等長期影響。
我們尚不清楚在低重力環境下生活數年乃至數十年,會對人體產生何種不可逆的改變。所以對于火星殖民者,尤其是火星土著而言,回地球可能是一道無法逾越的鴻溝。
火星上的日常生存本身就是巨大的挑戰。食物和水的獲取極其困難,為了靠近水源,必須得選擇高緯度地區,但那里冬季更寒冷、日照更少。種植作物需要對抗輻射,還得處理有毒的火星土壤。很可能需要建造地下水培農場,配備特殊照明和轉基因作物,而最新的探測數據表明,火星上的水比我們想象的更難獲取。即使未來能研發出針對火星環境的醫療技術,恐怕也只是“治標不治本”,需要持續的照護。
心理上的煎熬同樣不容忽視。誰愿意永遠生活在依靠抗抑郁燈照明的地下掩體里,吃著紫外燈照射下長大的生菜,誰能忍受永世無法呼吸戶外的新鮮空氣,無法感受風吹雨淋,無法親近自然,每一次穿上笨重的宇航服外出,都意味著稍有不慎就可能在幾十秒內喪命。沒有藍天白云,只有一成不變的紅色荒漠和鐵銹色的天空,這種與世隔絕、危機四伏、單調乏味的生活,對人類的心智來說是極大的考驗。
資源更是捉襟見肘,提取和凈化含毒的冰水需要巨大能源。而火星上的太陽能效率本就只有地球的40%,還時常被沙塵暴遮蔽。核能或許可行,但適用于火星的小型核反應堆技術尚未成熟,運輸和部署也困難重重。
據麻省理工學院估算,維持一個火星殖民者生存,需要從地球運送約50噸的物資和設備,成本高達天文數字。就連呼吸的氧氣,也得依靠像“毅力號”上MOXIE那樣的小型設備,辛辛苦苦地從稀薄的二氧化碳中提取。
面對重重困境,有人提出“地球化改造火星”的大膽設想。但這被科學研究證明,即使技術可行,也至少需要一萬年才能初步形成可呼吸的大氣,而且由于缺乏磁場保護,這層大氣也會被太陽風逐漸剝離。
至于制造人工磁場、撞擊小行星、架設軌道反射鏡等方案,更是遠超當前乃至可預見未來的技術能力,如同天方夜譚。
但這絕不意味著我們要停止探索火星,停止探索太空,恰恰相反,我們應該繼續發射探測器、火星車,甚至在未來二三十年內實現載人短期考察。建立類似南極科考站那樣的臨時性、輪換制的火星研究基地,利用軌道空間站作為中轉和遙控中心,發展虛擬現實技術讓地球科學家身臨其境般地操作火星機器人,這些都是切實可行且極具科學價值的。
這種更現實、更可持續的探索方式,循序漸進地積累技術和知識,或許在遙遠的未來,才能真正為人類在火星的永久存在奠定基礎。
所以殖民火星即便終將實現,也將是一個極其漫長、循序漸進的過程,絕非科幻大片里的場景,它需要跨越世紀乃至千年的努力,在此之前,我們最應該做的,是專注于眼前可行之事,最重要的是,傾力保護這個我們唯一已知、確定適合我們生存的藍色星球。
正如卡爾·薩根所言:目前,地球是已知唯一孕育生命的世界。
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