伊隆·馬斯克想要實施人類登陸火星計劃,但是他絕對不想第一個去嘗試,因為這樣的冒險是一種絕佳的作死機會。“作死的風險極高,并且沒有方法去避免”, 馬斯克在描述 SpaceX 登陸火星建造殖民地計劃時坦言道。
就像早期航海家在探索未知的海域,以及首次朝月球發射探測器一樣,探索火星的旅途將會面臨極大的危險,但這并不意味著我們應該放棄嘗試,因為有如此多的理由值得我們去探索。
那么,踏上火星的征途究竟會遭遇到怎樣的風險?
【1. 火箭離開地球前解體】
馬斯克計劃在探測火星的火箭的頂端建造一個巨大的宇宙飛船。從根本上來 說,發射火箭需要一定的時間,不管之前做了多么嚴格的測試,其本身就很危險 了。只要出現絲毫差錯,如果發生了無法控制的爆炸,那么困在火箭里面的人將失去生存的可能。
從以往的經歷來說,在 1981-2011 年之間,NASA 的宇宙飛船項目攜帶了 833 名乘客上天,其中有 14 人死于“哥倫比亞挑戰者號”的解體,該次事故失事的 幾率為為 1.6% (阿波羅探月失事的幾率更高,高達 9%)。
當然,SpaceX 將使用更新更復雜的,并且未經測試的火箭去探索火星,所以這就很難說清楚失事的概率有多大了。當然也許更高,之前的獵鷹 9 號火箭在發射臺或者飛行的中途就爆炸了,因此似乎要把失事的風險降為零幾乎是不可能的。
【2. 遭受嚴重的太陽耀斑輻射】
在宇航員往返火星的過程中,他們將遭受來自嚴重的外界輻射,而這樣的輻射是宇航員在地球上所未曾經歷過的。因為宇宙飛船在太空中穿梭的時候,外太空有來自太陽或者其他的星球所噴射出來的高能粒子。而在地球上時,地球的地磁場可以保護我們免受這樣的傷害。
對于整個航程來說,這只是其中的一個中等難度的問題。當NASA 發射“好奇者”號探測器去火星的時候,發現如果宇航員無遮擋的暴露,那么將會受到額外的0.3西弗茨的輻射量(研究表明,經受1西弗茨的輻射就可能增加5.5%的患癌的風險,8西弗茨就可以致命)。
更值得擔憂的就是,當宇宙飛船在航行的途中,如果太陽耀斑爆發并快速向宇宙飛船沖擊,那么航天員遭受輻射的風險更大,甚至存在致命的風險。雖然太陽耀斑無法預測,但是擁有合適的檢測手段就可以事先提醒航天員。
任何的旅途航行都必須考慮乘客們的安全問題,在宇宙飛船運送宇航員的過程中,可以儲備充足的燃料和水資源,因為它們可以利用來作為阻擋一部分的耀斑輻射。并且耀斑輻射的風險還會維持到火星上去,由于火星缺乏臭氧層,以及擁有弱磁場,宇航員在火星上所承受的來自太陽的耀斑輻射和紫外線將遠遠多于在地球上的(根據“好奇者”號探測器的記錄,在火星上呆 500 天將會受到 0.3 西弗茨的輻射量)。因而,前往火星的宇航員或許不得不在火星上修建一個嚴實的居住地并且大部分時間呆在屋里,也或許是在地下,這樣才可以減少來自宇宙輻射的傷害。
【3. 著落火星表面時或許會墜毀】
即便前面已經成功從地球上發射,并且花了長達6個月的時間遨游了太陽系,轉眼睛你或許會發現火星就在眼前,但是或許真正的危險才來臨。
在馬斯克的火星登陸計劃中,宇宙飛船將會以 62000 英里的時速靠近火星, 當宇宙飛船下降至火星的大氣層時,宇宙飛船將會使用“超音速減速火箭”進行減速,許多小型的火箭將會一起點燃,為著落火星表面得到足夠多的緩沖。
宇宙飛船著落時的發動機的控制是至關重要的,因為火星的大氣層比地球的大氣層更加稀薄,這樣宇宙飛船和大氣層的摩擦阻力就更小了(火星上的大氣層仍然能夠使得宇宙飛船加熱至 1700 攝氏度)。之前NASA甚至發射了更小的著落火箭在火星的表面:這個系統曾經用來給“好奇者”號減速著落。當時“好奇者” 號只有 1 噸重,而在馬斯克的構想中,卻要運送 450 噸的載荷重量。
【4. 低重力或破壞人體的骨骼和肌肉】
來自NASA的資深科學家 McKay 說:“這是你在電影里面所看不到的,低重力的環境或許會破壞你的骨骼和肌肉,這才是在火星上面生存最應該焦慮的事 情。”
我們知道,人類在地球上可以很好的生存,另一方面,我么也應該清楚,在 零重力的環境,我們的肌肉和骨骼將會萎縮。例如在國際空間站(ISS)里面的航天員,他們每天不得不花上 2個小時的鍛煉來阻止肌肉萎縮,但是他們的骨骼李仍然缺乏鈣,除非他們重返地球才能得以恢復。
火星上的重力強度只有地球的 0.38 倍左右,在火星上面跳躍一下只能比在地球上跳躍高一點點,然而我們還不清楚人類需要吃什么樣的食物才能維持健 康。McKay 坦言,或許在火星上的重力環境下生存和在零重力環境下生存是一樣 的——對人體極度有害。如果真的是這樣,那么即便航天員加強鍛煉,骨骼也會變得更加脆弱,那么在那樣的生存環境下生存就會出現各種的不可預測的意外 了。
火星上的低重力環境或許每天都會侵蝕人體機能的各種能力。比如,NASA之前的實驗發現航天員在零重力環境下的 ISS 中居住了僅僅 6 個月,航天員出現入睡困難,視力不知不覺的惡化等情況。更加戲劇性的情況在于,我們并不知道 在 0.38G 的重力環境下對宇航員的身體會有什么樣的影響,但是我們仍然要將宇航員送到火星上去。
【5. 宇航服或有氣體泄漏——不能夠呼吸火星上的空氣】
任何一個想去火星的人都應該做好沒有充足的食物、水和氧氣供應的準備, 當然這也是可以克服的障礙,因為事先你可以打包好足夠的食物,可以嘗試發明 一種可以在火星上通過分離二氧化碳來產生氧氣的工具。
真正的危險之處在于,你在火星生存的過程中,由于意外的發生,你的宇航服破了一個小洞造成氧氣的流失。火星上面充滿了灰塵和泥土,如果一旦宇航服里的氧氣泄露,那么可能面臨死亡的風險。
像如此貼近生活的問題,馬斯克并沒有給出一些滿意的答案。馬斯克也有一些更為瘋狂的想法,比如 釋放大量的二氧化碳到火星的大氣層中去,來使得火星上變得更加的暖和,如果能夠生產出適量的水那么火星就將適合人類居住了。
或許在將來的某一天可以實現,但目前首批開拓者的任務是活下來。
【6. 火星上土壤的毒素可能讓你中毒】
在電影《火星人》中,巨大的沙塵暴讓宇航員沃特尼滯留在了火星上面,風暴還摧毀了他的營地。這樣場景在電影中有些夸大,因為火星的大氣層時如此的稀薄,時速 60 英里的風速在地球上上不可能有如此強的破壞。
在火星上,陸地和泥土也對生存有極為重要的影響。火星上存在周期性的沙塵暴,這樣的沙塵暴或許會持續幾天甚至幾周,沙塵暴中的粒子足以撕裂宇航員的宇航服。其實,我們應該更加關心的是火星上面的土壤,火星中的土壤含有大 量的高氯酸鹽——這對人體的甲狀腺有著極高的損害。如果我們用手直接接觸火 星上的土壤是沒有傷害的,但是你絕對不想土壤進入到飲用水和食物中去,同時 你也不想用這樣含有極高高氯酸鹽的土壤來種植植物然后再食用。
【7. 同伴突然背后給你一腳】
除了要考慮火星表面的生存環境以外,還應確保同行的同伴不會相互憎恨。 由于宇航員遠離家鄉數月,沒有朋友的陪伴,會產生一些消極情緒。這里有一個好消息和壞消息。好消息就是在 2007-2011 年間,火星-500項目募集的6名人員在模擬火星探測任務中,在整個的 520 天里面,沒有發生人與人之間的沖突。壞消息就是,一旦人員之間存在著人身攻擊,那么沖突就會出現。對于前往火星的第一梯隊人員,他們需要和平相處并控制好自己的情緒,因為這可能間接影響著他們的生死存亡。探索火星的道路上充滿未知,但也沒有退步的理由。
在人類早期探索火星的征途中或許是充滿危險的。任何一個想要登陸火星的路途都充滿了未知的風險,他們或許永遠到不了那里,又或許到了也永遠不能回來。但是,人類永遠擁有著探索未知世界的好奇心,每一次的事故或許是災難性的。McKay說,每一年他都會和一個研究小組前往南極洲做研究,并且總是有一 些科學家愿意冒著生命危險前往。只要做著我們想要做的事情,我們愿意承擔由此帶來的風險——這就是登陸火星。
撰文:Brad Plumer, Brian Resnick, and Javier Zarracina
編譯:幽默丁格 ?文自/原理