载人去火星，谁将先行？

编译/刘声远

“我们真的想去那儿”

巴斯·兰斯多普敬畏地凝视着火星风景。美国宇航局的最新火星任务，已经让世人看清了这颗血红世界上散落的卵石、饱经风霜雕凿的沙丘以及似乎在向我们招手示意的地平线。兰斯多普回忆说，“‘旅居者号’火星车的电视画面激发了我。我们真的想去那儿。”但那时候存在一个很大的难题——据美国宇航局测算，单单一趟载人火星任务，其预算就高达5000亿美元，别说那些私人航天机构，即便财大气粗的美国宇航局也难以企及。

当时是1997年，兰斯多普还是荷兰特温特大学的一名工程专业学生。16年时间转瞬即逝，如今载人探索火星思潮再度活跃。有科学家预测，首批登陆火星者可能并非是来自政府机构的宇航员（航天员），而是由私人企业派送的普通人。2013年，由兰斯多普领头的“火星一号”和美国的“灵感火星”两家公司分别宣布了它们的计划：让志愿者比政府机构的宇航员（航天员）至少早10年去火星。

事实上，在空间探索方面，除美国宇航局之外，私人航天正引起人们越来越多的瞩目。其中最吸引人的是付费前往国际空间站的项目——游客以相对的廉价购买一次亚轨道之旅的船票。与此同时，全球最大在线支付平台“贝宝”和美国“太空X”公司的创始人艾龙·马斯克则建造了“猎鹰”火箭，它成功地把货物送到了国际空间站，而且还将运送宇航员（航天员）前往国际空间站和返回地球。美国宇航局局长查尔斯·博尔顿承认，太空已经不再只是美俄两个航天大国的竞技场，现在已经有许多国家和公司参与到太空竞争中来了。

美国巨富打算2017年载人去火星

率先公布载人火星任务的私人机构是“灵感火星”公司。它是由全球第一位商业性太空旅游者、美国巨富丹尼斯·蒂托创建的，该公司计划发送一个两人机组前往火星，在一定距离处环绕火星但不登陆，此后返回地球。由于行星位置排列方式的变化，2017年将有一个绝佳的发射窗口，火星往返之旅历时仅501天，而不是通常情况下的两年甚至更长时间。蒂托说，这样的任务花费连美国宇航局“阿波罗”载人登月系列任务（请参见相关链接《“阿波罗”登月任务》）的1%都不到，后者的花费按照今天的币值高达1000亿美元。

蒂托打算利用“太空X”公司的下一代火箭，即力量更强大的“重型猎鹰”火箭发射“灵感火星”飞船。抵达火星附近后，飞船将在距离火星仅160千米处环绕这颗红色星球，让机组人员目睹火星的巨型火山和峡谷壮景。把机组人员送回地球看来不成问题。飞船将在一个飞行轨道中被发射，以便让它环绕火星，然后直接飞回地球。法国航天专家韦尔奇指出，这是一条安全的轨道，行星将对飞船提供有效的引力援助。

“灵感火星”飞船任务最危险的阶段是飞船返程之旅的最后几分钟。返回过程中，飞船将以每小时大约5万千米的速度撞击地球大气层，这将是有史以来所有航天任务中最快的速度。为了避免机组人员在此过程中被烧焦，蒂托的团队正在与美国宇航局的工程师们合作，而后者同时在为美国宇航局的新型“猎户座”飞船建造防热盾。

“火星一号”公司的“自杀性任务”

“火星一号”载人火星任务计划花费60亿美元，兰斯多普表示自己有信心通过赞助和出售电视直播权筹集到这笔巨款。他的这一灵感来自于国际奥委会，后者以类似方式在4年多时间里筹集到40亿美元。不过，其他人则没有兰斯多普那么乐观。他们指出，人们对“火星一号”真人秀的兴趣将迅速衰减，就如同人们当年对待“阿波罗”登月任务一样。事实上，在“阿波罗11号”任务之后才两年，美国公众对载人登月任务的认可度就下降了1/3。

尽管这样，目前人们对载人火星任务的向往仍在持续升温。在开放“火星一号”任务机组人员报名申请窗口后仅两周，报名申请者就多达78000人；截至2013年9月，已有来自140个国家和地区的超过20万人报名（请参见相关链接《20万人竞争火星“单程票”》）。电视观众稍后将决定每个国家的最终100人入选名单。到2015年，“火星一号”筹划者将把候选人数减少到20人——共5个机组，每个机组4名成员，两男两女。经过7～8年训练后，“火星一号”将对候选火星机组进行公众投票，由电视观众决定哪一个机组首飞，接着还要投票决定哪一位机组成员成为登陆火星第一人。

真正吸引公众眼球的是：“火星一号”机组成员将不会返回地球。兰斯多普解释说：“如果你对火星足够热心，那么到达那里后你就不会想到返回地球，因为探索这么大的一颗行星哪怕用一生的时间也不够。”“火星一号”所追随的正是美国火星之旅专家朱布林的信念：“就地取材，轻装上阵，因地制宜，自给自足。”“火星一号”将提前发射机器人火星飞船，为载人登陆准备好地点。第一艘供给飞船计划在2016年登陆火星，第一批机组成员则计划在2023年登陆火星。

有西方媒体将“火星一号”载人火星任务称为“自杀式任务”，但也有西方媒体指出，这一任务具有“与激发波利尼西亚人穿越巨大的太平洋、定居在未知岛屿上，以及与早期美洲定居者乘坐大篷车穿越艰险的落基山、最终到达肥沃的西部海岸”同样的精神。即便是美国宇航局也开始意识到，过分谨小慎微的话，就可能永远也去不了火星。

准备与展望

私人航天任务造势汹涌，但美国宇航局依然是最受关注的对象。在太空竞赛的所有选手中，它拥有最强的专业团队和最充足的预算。该局已经开始建造“猎户座”飞船，而且正在建造一种新型的重型火箭——“太空发射系统”。和俄罗斯同行一样，美国宇航局在太空对人体的影响方面的经验无与伦比。2015年，国际空间站上的两位宇航员将开始在空间站上连续待一年，目的是测试人体将怎样应对漫长的火星之旅。

美国宇航局最终的载人火星之旅将匹配朱布林的廉价与简单思路，而不是该局原定的超昂贵方案。但该局眼下缺乏的是一个详尽的计划。在其最新著作《火星任务》中，曾经登陆过月球的美国著名宇航员巴兹·奥尔德林建议美国宇航局首先在2025年让3名宇航员登陆火星的卫星福波斯（火卫一），它的微弱引力和在火星附近的有利位置意味着宇航员能监管机器人在火星上建设一个基地，然后再让宇航员在2031年登陆火星。

未来的火星宇航员将乘坐行星际飞船前往火星，飞船将循环往复于地球轨道和火星轨道之间。奥尔德林认为，虽然其中的技术障碍很大，但并非不可逾越。当然，如果太空中出现严重的医疗问题，机组成员将束手无策 —— 火星飞船上显然不是做开胸手术的场所。最好的办法是确保机组人员尽可能保持身体健康。任务筹划者甚至考虑过：在机组离开地球之前，摘除机组成员体内潜在的麻烦器官，例如盲肠和胆囊。

处在几乎失重的环境中，人体的肌肉会退化，骨骼中的钙会流失。所有计划中的火星飞船都将携带锻炼设备，以尽量减少机组人员身体机能的退化。不过，对于“灵感火星”任务来说，这却不是一个严重问题，其任务期只比俄罗斯航天员瓦雷里·波利雅科夫创下的纪录长一点点。波利雅科夫曾经在俄罗斯“和平号”空间站（已于2001年销毁）上连续待了438天，而他并未遭受长期性健康问题。现在他已72岁，依然生龙活虎。对“火星一号”任务来说，当机组成员到达目的地时，他们的身体机能可能已略微退化。但兰斯多普说，因为火星引力只有地球引力的38%，所以每个机组成员登陆火星后都会变成超人。

大的危险一是辐射对人体的影响。火星机组将不得不承受何等程度的辐射？最好的测量结果已于2013年5月由美国得克萨斯州的西南研究院发布。该院科学家在美国宇航局“好奇号”火星车上安装的辐射探测仪于2011年随火星车登陆火星。根据辐射探测仪所得数据，飞船所受辐射量相当于每5天或6天接受一次全身CT扫描。在“灵感火星”飞船的来回旅途中，总辐射量将只有“好奇号”所经受辐射量的两倍，比此前的估计值低得多。这一辐射值也在美国宇航局设定的宇航员终身辐射值范围内。

二是来自于太阳射出的危险微粒。“好奇号”受到的太阳辐射量很小，是因为当时太阳处在11年活动周期的最低值附近。“灵感火星”飞船的预定发射日期意味着，它将面临的太阳天气也会很不错。在发射5年后，在一次太阳活动最高峰期间，火星将经历辐射最低值——届时太阳增加的能量将驱逐来自深空的粒子，将最难以抵御的星系际宇宙射线降低到最少。

不过，在太阳活动高峰期，还有一场来源于太阳耀斑和太阳风暴的高速质子巨型潮涌。1972年，在“阿波罗16号”任务过后，太阳炸出巨量致命辐射暴。如果“阿波罗17号”在这场爆发期间登陆月球，宇航员很可能就不能活着回家了。颇具讽刺意义的是，对质子的最佳防护工具并不是重型铅盾，而是富含质子的物质，例如水中的氢或有机分子。对于“灵感火星”而言，机组成员可能会在飞船船舱内壁铺上装有他们的已干燥排泄物的袋子。与此同时，“火星一号”计划发射时在环绕机组睡眠舱的一个空壳内充填好几千公升的纯净水。而随着飞行的进展，越来越多的船舱也将被装填废液。

一旦抵达火星表面，机组成员将不会像美国宇航局一度担忧的那样身处很危险的环境中。来自“好奇号”火星车的辐射测量读数显示，火星表面的辐射水平并不比国际空间站上的辐射水平高，而且机组成员可以躲在地下紧急避难处或者进入火星洞穴，避开太阳爆发。

最终，未来的火星机组成员所面临的一个主要危险很可能来自“禁锢”在飞船内部的心理压力。以“灵感火星”的两人机组为例：在飞行期间如果两人不和甚至发生殴打怎么办？这方面确实有教训。俄罗斯早期空间站“联盟号”上的两名航天员曾交恶到如此地步，以至于他们最终只能通过地面控制中心进行交流。

“灵感火星”计划挑选一对长期婚姻生活幸福的夫妇充当机组成员以确保机组和谐。但心理学家认为，两人火星机组由一对夫妇还是任何两人担当并无区别，为了缓解机组成员的心理压力，需要由更多人组成的机组。

但是，更大的机组不一定就是更好的机组。1999年新年夜，一次有27名志愿者参与的火星之旅地面模拟陷入混乱，当时一名俄罗斯志愿者试图亲吻一名加拿大志愿者，而一名日本志愿者因为接下来的吵闹而退出模拟。最近的一次模拟——“火星500天”任务取得了很大的成功。经过仔细的心理筛查后，由6名男性志愿者组成的“火星机组”未出任何严重差池地完成了这次“火星任务”。

如果“火星一号”任务取得成功，科学家期待这些机组能创建一个稳定的小社会，前提是这些机组够大也够多样。但如果这些地球移民想存活下来，首批定居火星的人就必须生孩子。不过，兰斯多普并不把这视为当务之急。他说，目前并不清楚女性在火星的微重力环境中能否受孕，更不用说胎儿将怎样发育以及宝宝能否成人。地球移民们不得不首先研究动物在火星上的受孕情况，预计首个火星宝宝将在首批人类登陆火星大约10～15年后诞生。

火星无疑是人类梦想的下一个太空前沿阵地，那争相实现这一梦想的梦想家们是否愿意亲自去火星呢？蒂托的回答是“绝对不会”，他认为自己的技能并不足以修复飞船在途中可能遭遇的任何故障。兰斯多普虽然想亲自一试，但他制定的竞争规则把他排除在外。他说：“当第一批机组离开地球时我会非常兴奋，同时又非常嫉妒。”

20万人竞争火星“单程票”

前往一个荒凉、温度最低达-150℃、充满敌意的世界并且有去无回，这听起来不像是每个人的梦想。但随着报名截止日在2013年9月中旬到来，来自140个国家和地区的总共超过20万人申请成为火星的最早移民。他们自愿在这颗红色行星上度完余生，并且同意拍摄电视真人秀节目。

按照荷兰“火星一号”公司的计划，将从20万申请者中筛选出24～40名佼佼者，筛选过程将分多轮，其中第二轮包括接受专家面试，进入第三轮的候选者将两两对决，对决过程将模拟火星之旅实景并进行电视和网上直播。“火星一号”飞船最早在2018年登陆火星，在10年内建立第一个地球人在火星上的定居点。火星与地球之间的距离大约是6400万千米（这取决于火星在轨道中的位置），从地球前往火星的单程耗时约为200天。“火星一号”希望，到2033年，火星移民数量将达到20人。

“火星一号”招募的“火星移民”申请人无需军事训练背景、飞行经历或科学学位，但必须具备如下条件：18岁以上，目的性很强，愿意构建并维持健康的人际关系，有能力进行自我反思和信任他人；性格坚韧，适应性强，有好奇心，有创造力，足智多谋。

“阿波罗”登月任务

一旦人类真的登陆火星，无疑将是航天史上又一个很大的里程碑。迄今为止，人类到过的地球之外的唯一天体就是月球。从某种意义上说，登陆月球为未来人类登陆火星奠定了一些技术基础。载人登陆月球是由美国宇航局在其20世纪60年代晚期～70年代初期的“阿波罗”系列任务中实现的。

1969年7月20日，在“阿波罗11号”任务中，宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林乘坐月球舱登陆月球，并进行了月面行走，与此同时，宇航员迈克尔·科林斯待在月球轨道中的指挥舱里，他们三人均在7月24日安全返回地球。后来的五次“阿波罗”任务也让宇航员登陆了月球，其中最后一次是在1972年12月。在总共六次载人登月任务中，总共有12名宇航员进行了月面行走。

“阿波罗”载人登月虽然风光，但也并非一帆风顺。1967年，在发射前的一次测试中，“阿波罗1号”飞船的船舱发生火灾，杀死了整个机组成员。在首次登陆月球后，虽然有足够的飞行硬件支持后续的9次登月任务，然而，庞大的预算导致其中3次任务被取消。剩下的6次任务中有5次成功实现了登月，而“阿波罗13号”在飞往月球过程中氧气箱发生爆炸，损毁了指挥舱的推进和生命支持系统。不过，通过把月球舱作为“救生船”，机组人员最终安全返回地球。

“阿波罗”系列任务创造了人类航天史上的多个里程碑。它们迄今一直是载人飞到低地球轨道（高度在2000千米以下的近圆形轨道一般都可以称之为近地轨道，也叫低地球轨道或低地轨道）之外的仅有的任务，“阿波罗8号”是载人航天器首次环绕另一个天体飞行，而最终的“阿波罗17号”任务标志着第6次载人登月和第9次前往低地球轨道以外的载人飞行。“阿波罗”任务一共把382千克月球岩石和土壤带回了地球，这大大推动了科学家对月球组成和地质历史的了解。该计划还推动了载人航天领域的许多技术进步。