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不要过于乐观:人类或许永远都无法殖民火星

2019-08-17 08:38:42 来源:新浪科技 作者:晨风 编辑:Noir 浏览:loading

  很多人对以下这件事感到理所当然:人类将在不远的将来,在火星上建立起欣欣向荣的,长期存在的定居点。但是在某种程度上,这种观点可能过于乐观了,它低估了定居火星可能将要面临的挑战和困难。除非我们极大地调整我们的大脑和身体去适应火星的极端环境,否则这颗红色星球将永远不适宜我们定居。

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好奇号火星车拍摄的火星风景照

  没错,我们常听科学家们说,火星是整个太阳系中和地球最相似的星球,但是这个说法其实太过于简单化了。

火星,并不友好

  火星很冷,一片死寂,其大气比地球稀薄100倍,而仅存的少量大气的主要成分则几乎全部都是二氧化碳,有害的太阳辐射几乎可以直达火星表面,毫无阻拦。由于大气稀薄,火星表面的大气压强很低,大约600帕斯卡,仅相当于地球海平面标准大气压的0.6%左右。如果没有宇航服的保护,在这样低的气压环境里,你将受到严重伤害:你的肺部将炸裂,皮肤浮肿,身体组织肿胀,最终死亡。稀薄的大气同时也意味着其无法很好的留存热量。火星表面的平均温度是摄氏零下63度,最低甚至可以降到摄氏零下126度。相比之下,地球上的最低温记录是1982年6月23日在南极的苏联考察站“东方站”录得的,数值是摄氏零下89度。一旦气温降低到零下40度以下,未能良好防护的人体在5~7分钟内就会遭受严重低温伤害。

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红色行星,这里会是人类未来的第二家园吗

  火星的质量也远小于很多人的认知。火星地表的引力大约是地球的37.5%,这就意味着在地球上体重大约180磅(大约163斤)的人,到了火星上体重将变为68磅(61斤)。可能对于很多梦想减重的人士,这听起来很不错。但长期而言,这样的低重力环境对于人体健康将产生严重的不利后果,甚至可能对人类的生殖能力产生负面影响。

  但即便有这样或那样的问题,但似乎主流观点一直认为人类很快就将可以在火星上建立起殖民地。SpaceX 创始人埃隆•马斯克(Elon Musk)在憧憬着2050年代在火星上建立人类殖民地的设想,英国威斯敏斯特大学天体生物学家莱维斯•达尼尔(Lewis Darnell)则给出一个相对较为保守的推算,他认为,再过50~100年,可能将有相当数量的人类,在火星上建立起某种具有自我维持能力的定居点。中东富裕的石油国家阿联酋此前已经宣布,该国希望在大约公元2117年,在火星上建立起一座拥有大约60万人口的火星城市。

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  遗憾的是,以上所提到的这些目前来看还仅仅都是科学幻想。当然毫无疑问的一点是,最终人类一定可以踏足火星,甚至在那里建立起一个或多个基地,但如果要说我们将会在火星上建立起可以容纳成百上千人居住的真正的定居点,那至少在目前看来,是对这样一种前景将可能面对的巨大挑战的严重低估和视而不见。

过于乐观

  宇航工程学先驱路易斯•弗里德曼(Louis Friedman)是美国行星学会的联合创始人,也是《人类的太空飞行:从火星到群星》一书的作者。他将当前这种对于建设火星基地的过分乐观情绪类比成上世纪1940~1950年代的那种“缺乏基础”的盲目乐观。

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从地球移居火星,或许将意味着一个全新智慧物种的诞生

  他说:“当时,很多主流科学杂志,《大众机械》和《大众科学》等等,都曾经用封面文章的形式报道过建设在洋底或者南极的人类定居点。”他指出,这给人的感觉似乎是,人类将可以在这个行星上的任何一个角落生存和定居,而不论这里的环境条件有多么充满挑战或者不适宜生存。他说:“但最终,这些事情全都没有发生。我们偶尔会访问南极,我们甚至在南极大陆上设置了一些考察站,但也仅此而已。洋底的情况更加糟糕,人类在那里开展的活动非常非常有限。”可见,不论是在南极还是洋底,人类的所谓“定居点”建设都几乎是不存在的——即便南极和洋底相比火星要容易抵达得多。

  在人类登月成功之后,弗里德曼和同事们一度对于未来变得极为乐观,他们当时相信人类将可以做越来越多的事情,比如在月球或火星上建设人类殖民地。但事实是,不管哪一项载人航天计划,不论是阿波罗计划,航天飞机计划还是国际空间站计划,都没能为未来殖民火星建立起必要的技术基础,比如建造必要的基础设施,寻找安全而可行的就地获取食物和水的方式,抵消长期太空飞行面临的强辐射和低重力环境对于人类的影响等等。和其他领域不同,他认为,载人航天领域的技术进步似乎“停滞”了。弗里德曼认为,我们未来将有可能在火星上建立基地,但是他认为“历史的经验”告诉我们,在可预见的将来,在火星上建设人类殖民地的前景并不乐观。

  
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美国凤凰号探测器在火星靠近北极地区发掘出的水冰物质

  美国佛罗里大学神经科学家蕾切尔•赛德勒(Rachael Seidler)表示,很多人显然没有完全理解在火星上维持长期性殖民地的难度究竟有多大。

  赛德勒是机器学习,以及微重力环境对宇航员身体影响方面的专家,她表示:“人们倾向于对于殖民火星抱持乐观心态,但这更多是一种空头支票,难以兑现。”她说:“很多人抱有乐观心态,可能仅仅是认为我们不应当基于一些现实的理由限制自己,但我同意,这其中可能还有很多生理上的潜在负面后果。”

  赛德勒表示,NASA和其他航天机构目前正在非常努力地开发并测试各种措施,用于应对未来在火星上生活可能会面临的各种负面影响。比如说,在国际空间站上工作的宇航员会遭遇严重的肌肉萎缩和骨质流失问题,他们就尝试通过在空间站上进行体育锻炼和力量训练来缓解这一问题。不管是在国际空间站上长期生活导致的健康问题,还是在火星的低重力环境下长期生活可能产生的影响,赛德勒认为,我们都还远远未到能够从容应对的地步。

  在他的新书《关于未来:人类的前景》一书中,宇宙学家,天体物理学家马丁•里斯(Martin Rees)针对人类殖民火星的前景,做了简单明了地阐释:

  “到公元2100年,人类中那些喜欢冒险的人们可能已经建立起一些独立于地球的‘基地’,比如在火星上,或者在小行星上。SpaceX公司的创始人埃隆•马斯克(1971年出生)曾经表示,他想要死在火星上——只要不是因为死于撞击就行。但千万不要就此就认为从地球向外的大规模移民将很快到来。在这个问题上,我强烈不同意马斯克,以及我在剑桥大学的同事史蒂芬•霍金的那种乐观主义观点,他们认为人类将可以很快在火星上建立起大规模的人类定居点。认为火星可以提供逃避地球上存在的各种问题的想法,是一种危险的幻觉。”我们必须在地球上解决这些问题。应对气候变化听上去是一项令人生畏的任务,但相比将火星进行地球化改造,这简直就成了小儿科游戏。在整个太阳系中,你很难找到类似地球南极,或者珠峰峰顶那样“温和宜人”的环境。对于具有“避险”本能的普通人来说,目前并不存在“第二个地球”。

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