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2016第十一期

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亲,没有更多了

去火星

上世纪六七十年代围绕人类登月展开的航天时代似乎重临。这次的目标是火星。SpaceX与NASA有意联手,共同攻克这条天路上的重重障碍,把人类送上这颗红色行星。

摄影:菲利普·托莱达诺 Phillip Toledano、罗伯特 ·克拉克 Robert Clark、马克斯 ·阿吉莱拉-黑尔韦格 Max Aguilera-Hellweg、马克 ·滕森Mark Thiessen

  埃隆 ·马斯克想到火星去。
 
  他的一句豪言广为人知:他愿意死在火星上——只要不是以飞船坠毁的方式。去年12月的一个夜晚,一项有望使这种事故免于发生的技术通过了关键测试:由马斯克的SpaceX公司制造的一枚猎鹰9型火箭从佛罗里达州的卡纳维拉尔角升空,携带着11颗通讯卫星。

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软着陆,以备重返天空 美国私营航天公司SpaceX正在开发的一项技术也许有朝一日能带人类登上火星:可重复使用的火箭。图中,一枚猎鹰9型火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,携带补给物资飞往国际空间站。几分钟后,助推器与二级火箭分离,后者继续飞往绕地轨道;而前者并不像一般发射那样坠落入海,而是翻转、分两次重新点燃引擎,将下降减缓并导向附近的着陆坪,实现软着陆。Photo: SpaceX
 
  飞行几分钟后,助推器与火箭分离,这个过程与自太空时代开启以来用过的数以千计助推器没有分别;一般情况下它们会在大气层中烧毁,碎片散落入海。但这枚助推器的作用还没有完。它不是跌落,而是掉了个头,发动机重新点火,向着附近的着陆坪减速降落,几乎相当于飞了回来。从地面上看到的景象如同发射录像的倒带。

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我们最早印在火星上的足迹可能将是由绰号“女武神”的这类机器人踩出来。目前它正在美国东北大学接受工程师们的测试。机器人可以在人类抵达前先在火星上建好基地,之后便负责日常杂务,比如清除太阳能板上的尘土。
Photo: Max Aguilera-Hellweg. Photographed at the New En gland Robotics Validation and Experimentation Center, Un iversity of assachusetts, Lowell
 
  卡纳维拉尔角的发射控制中心以及加州霍有朝一日会踏上火星。今年,部分由于畅销书《火星救援》及同名电影成为大热门,NASA接到了18300份报名加入其下一班宇航员的申请,而名额至多只有14个。格伦斯菲尔德仍然盼望人类能征服火星,但他也坚持几年前曾对NASA主管和太空同事查尔斯·博尔登提过的意见:在与新招的宇航员交流,“别跟这些伙计说他们能到火星去,因为根本没机会。等达到那个技术水平,他们都六七十岁了。”
 
  NASA一直以来除了致力于设计自家的火星火箭,还做了许多乘客生命维持系统方面的研发工作。今年3月,美国宇航员斯科特·凯利与俄罗斯同行米哈伊尔·科尔尼延科在国际空间站度过了340天后回归。这次将近一年的任务旨在以他们二人为实验对象,研究在太空中长期生活(往返火星一趟可能需要将近三年)对人的身体和心智的影响。科尔尼延科回忆,当他们俯冲回到大气层时,飞船震动得好似一辆开在卵石路上的汽车,从舷窗可以看见隔热罩冒出一团团拳头大的火花。他和凯利几乎喘不过气来——在无重力环境下待了一年,肺和胸肌都变得很弱。降落于哈萨克斯坦的大草原之后,两人举步维艰,地面工作小组把他们从舱内抬了出来,怕他们一脚没踩稳就摔断骨头。直到5月,凯利还在说他脚疼。
 
  好莱坞的电影总在表现失重的乐趣,凯利和科尔尼延科从国际空间站接受采访时描述的真实情况却与之大相径庭。他们的面孔显得浮肿,因为体液无法有效排出;手臂只能抱在胸前,不然就会直挺挺地伸开,形成瘆人的“僵尸架势”。科尔尼延科说,宇航员可以习惯把自己拴在抽吸式马桶上解手,甚至习惯一整年只用湿浴巾擦身,淋浴是别想了。而火星之旅还要漫长得多、凶险得多,地球不是在400公里外,而是数百万公里之外,没有中途掉头或临时撤离的选择,太空对人体的影响可能造成大问题。“他们抵达那里的时候会变得病怏怏的。”NASA约翰逊太空中心的人类研究项目副首席科学家珍妮弗·福格蒂说。
 
  骨骼在零重力下会流失,大致规律是每待一个月损失1%骨量。大运动量锻炼有一定效果,但国际空间站中使用的那种大型健身器械对于火星任务而言是沉重负担。空间站中有些宇航员还经历了严重的视力损失,似是由于液体在大脑中蓄积而压迫到眼球。我们所能设想的最坏情况就是:宇航员千辛万苦登上火星,却视力模糊、筋骨脆弱,下船就摔断了腿。理论上可以通过快速旋转太空舱,以产生的离心力替代重力,减轻无重力的危害,但NASA工程师们认为这会给本已艰巨的星际飞行增加太多复杂性。

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北达科他大学太空工程师巴勃罗·德莱昂身穿初步设计定型的火星探索服,在NASA肯尼迪太空中心的“浮土室”进行测试。里面,风扇吹动细土,模拟出可能会让宇航员陷入困顿的火星沙尘暴。Photo: Phillip Toledano
 
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这里是NASA位于弗吉尼亚州的兰利科研中心,一架“猎户座”太空舱的模型中,工作人员给实验用的假人穿好全套装备,即将进行坠落水池的测试。“猎户座”回归时将像阿波罗飞船系列的太空舱一样坠落入海。有一天我们也许会用它把宇航员再度送到月球附近,但不太可能在2021年之前实现。Photo: David C. Bowman, NASA

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先行者的足迹 最早踏上火星的人类所面对的将是一个严酷凶险的环境。稀薄的大气能够挡住一部分太阳辐射,但他们还是需要穿太空服来抵挡宇宙射线。火星上资源匮乏,他们必须尽量发掘,以获得长远所需的氧气和水。
Jason Treat and Matt hew W. Chwastyk, NGM St aff; Tony Schick Art: St ephan Martiniere Sources: James B. Garvin, NASA Goddard Space Flight Center; Jason C.Crusan, NASA Human Exploration and Operations Mission Direct orate;Bret G. Drake, The Aerospace Corporation; Maria Banks, Planetary Science Institute; Lindsay E. Hays, NASA /JPL
 
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今年5月,南卡罗来纳州的一棵树为一枚猎鹰9型火箭的二级部分(左)和飞回的助推器短暂扮演了合影框。“它实在大大提升了我对于在火星上建立城市的信心。”SpaceX公司创始人埃隆·马斯克在早先一次火箭软着陆成功之后说道。Photo: Zach Grether
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“史上无双的伟大事业。”1998年火星协会的创始者们宣称。他们鼓吹应在十年内把人类送上火星。协会在犹他州经营一座科研站,队员们可以在近似火星环境的大漠上训练,不过空气还是可以随便呼吸的。Photo: Phillip Toledano

(预知完整故事,请阅读《华夏地理》2016年11月号)