能往火星之路（四）

钟建业

合作还是单干?

前不久，美国航空航天局向白宫提交了一份文件，内容包括对下世纪初人类开发宇宙空间的前景介绍。根据起草者的计划，第一个人类的空间居住区将会于2017年前在月球上建立。10年之后，还会将其建至火星。其发展步骤如下所述：20世纪90年代中期，美国在近地轨道上建立大型轨道空间站，用以逐步积累迄今为止美国宇航员还很缺乏的远距离飞行的经验。此外，从根本上改变未来宇宙飞船的开发途径，其明显的特征是从火星或是它的卫星上取材，加工成推进系统的燃料。在载人飞行之前，首先要把自动化加工场发送到那些拥有原料的天体之上，尔后再从中开发燃料。另外，还计划着手研究一种类似于温室的所谓“自给自足生物圈”。

从总体上说，这个计划内容广泛且颇具吸引力。但如果美国政府有意施行这一计划，我们也早该在对火星的探测中目睹这些大型研究项目的实施了。美国科学家始终在抱怨政府对航天飞机的热情已经燃尽了所有的预留资金，其中不仅有用于火星研究的，还有其他很多研究项目的经费。最近刚刚得到美国主管部门批准的空间轨道站的资金，经过一番深思熟虑之后，还是被削减掉了，其实这个项目的实施日期就一拖再拖。任何人都很清楚，如果政府集中所有的力量在星球大战计划之上，那么对月球与火星的探测就只能是海市蜃楼。目前五角大楼对轨道空间站表现出浓厚的兴趣，正在努力扶持这一计划以达到一系列的军事目的。从这个意义上讲，如果谁还认为探测火星的项目中有多少余地的话，那他真是太天真了。

登月计划耗费美国政府250亿美元。载人火星飞行计划的开销将是这个款项的10倍，那将是2500亿美元。这笔花费究竟算多还是算少?这就取决于当局者的观点了。此款项的总数可比五角大楼的年度预算要少得多。可话又说回来，有一次美国航空航天局甚至凑不出区区10万美元以支持“旅行者”号的探索计划，最终他们还是求助于私人赞助商才使项目得以实施。美国著名科学家卡尔·萨根曾不无讽刺地写道，研究哈雷彗星的经费等于开发一枚战略导弹的资金。但事实则完全不是这样，这不过是因为某些实权人物总是认为，如果没有导弹的话，美国安全将会受到严重威胁。

当然，像载人火星飞行这样的计划，对任何国家而言都是一个沉重的负担，但如果能够将其建立在国际合作的基础上，则只需适当地减少军费开支，那这就完全是另一码事了。

许多美国科学家都支持在空间开发上美国和前苏联之间进行更广泛合作的观点。特别是卡尔·萨根，他热诚倡导多国合作开发载人火星飞行计划，其中包括前苏联和美国。

他认为近地轨道上对载人火星飞船的组装将会始于1992年，其时正值前苏联10月革命75周年及哥伦布发现新大陆500周年纪念。

在这种趋势中，另一个新举措就是美国将加入福博斯的合作计划。

漫谈火星苹果树

要是没有阳光的话，地球上的有机物就会生长得很差。那些曾由南方飞往北方的旅行者都能深深体会到这种植被的变化。例如，高大的桦树逐渐变小，以至于在与冻土地带接壤的地方，最终只剩下了地苔。

20世纪60年代前苏联曾有一首歌曲这样唱道：“宇航员和科学家们总是告诉我们火星上快长出苹果树啦。”在几十年前，人们就这样梦想过，可直到现在，我们才认识到火星上的生命只可能生活在人造气候的环境中。目前的问题是苹果树能否在玻璃容器中生长以及它们长大后会是什么样。

火星上自然没有苹果树所需要的充足的阳光，但可以用某种设施，比如镜子使光线发生聚集，然后照射在苹果树上。火星上有与地球上相同的季节变化，只不过每个季节的持续时间都是地球的两倍。至于苹果树在这么长的季节里会做出何等反应，这还很难说 。

火星的引力比地球弱，那里苹果树应该有地球上的两倍高。有可能它的树干没有地球上的那么粗壮，但还有可能它会像地球北部的蔓生植物一样生长。

至于火星上的工作人员，显然，他们必须采取特殊的措施，如同那些空间轨道站上的宇航员一样，确保身体不会过于习惯于火星上较弱的引力效应，否则他们将很难再适应地球的生活。也许他们必须进行高强度的体育锻炼，也许需要在食物中增加盐分，或者用其他什么手段——总之目前还无法下定论。

在几十年的时间里，经过多次实验，前苏联专家们终于将生命维持系统构建到宇宙飞船和轨道空间站中。如果要在火星上发展人类居住区，也类似地要把这个系统先移植到火星上。而西伯利亚的克拉斯诺·亚尔什克就构建了此类系统。它被称为“Bios”，其实就是一个温室，室内植物的生长完全依靠封闭的物质循环。经过测试，这个系统也有一些改进。早在1964年，就有第一批植物被送进“Bios1”号中。温室虽然只有12立方米，但是科学家们还是通过绿藻成功地获得了全部的再生水和空气。而后续的实验对象将主要是谷物和蔬菜。

现在的“太空蔬菜园”共有3个人工气候室。在这些暗箱里，植物完全生长在人工控制的环境中。种植面积达60平方米的植物足够为5个人的生活提供氧气。其中一种植物就是小麦，但它并非普通的种类。气候室中的植物生长环境是很理想的，普通的谷类在那里都能长到1.5米高。但我们并不需要那样，因为在如此高的植物内，有相当部分的营养物质都会用于茎的生长。在西伯利亚工作的科学家为“太空田”研究出一种矮小但产量奇高的麦种，1万平方米的产量可达13吨，而且一年中能有6次收割期。另外还有多达15种的新型蔬菜，其产量比地球上的普通品种高出5倍～8倍。

目前，生长在人工气候室中的植物的“地球模拟飞行”有时持续6个月之久。气候室能满足人3／4的食品需求，可是其中不包括肉类和动物脂肪。但用人工气候室中的蔬菜做汤、沙拉和装饰菜都是可以的。因此，在火星上建造一个封闭的生物系统是可行的。然而，并非所有的产物都可以再生；这也是为什么说自给自足生物圈还是一个遥远的梦想的原因。人工气候室不只用来满足宇航员的需求，其生产和各种种植方法同样可以满足地球上的需求。特别是位于克拉斯诺·亚尔什克的“太空”温室，除了达到其研究的主要目的，它也用于为颇具经济效益的新种谷物进行培植和分区。在火星探测和谷类划分之间，不只是它们之间的地理距离，好像无论从哪方面看，都相差着十万八千里。但是目光长远的人们认为，这说明行星探测一定会对人类大有裨益，迟早它会为地球带来很高的技术回报。早在20世纪初，现代空间科学的奠基人康斯坦丁·乔尔科夫斯基就曾经预言过人类的太空飞行和行星探索。

人类向火星的飞行将成为人类文明史上探索太阳系的最重要的一步。对其技术上的可行性，我们没有任何怀疑。但是，我们还要把目光放得更远些，并且更多地考虑一下怎样改造火星的自然面貌。

不难想像出一个巨型光镜系统，它可以大幅度地增加火星表面吸收的太阳能。那样恒久的冰冷将由温暖的气候取而代之。作为“第二个地球”的火星，势必将迎来一个灿烂辉煌的新时代。

董兆惠图