火星84小时:一场改变未来的演习
2020-07-30刘悠翔发自青海冷湖
南方周末记者 刘悠翔发自青海冷湖
青海冷湖昼夜温差大、干旱蒸发量大、土地含有高氯酸盐、地处无人区、风蚀地貌,为国家在探月工程、火星着陆计划、模拟火星环境的生物圈研究提供了极好的模拟环境。 张克 ❘ 摄
★“如此干旱的地方有雪山,我由此想到,人类登陆火星也许会发现,火星不像好奇号探测器传回的图像那样枯燥,可能也有壮丽的峡谷和山峦。”
“全世界第二次火星探索热潮开始了。上一次热潮是冷战时代,人类科技进步最快的时代。第二次的劲头不如第一次,欧洲就因为疫情推迟了火星探测器的发射。中国起步很晚,好在终于要开始了。”
“2040年,当你登陆火星,一定会想起二十年前在地球的这个下午。那时的你,作为火星实习宇航员,徒步在中国青海无人区,寻找‘火星水源(N38°20′8″,E92°55′11″ )。烈日灼烧着海拔2700米的沙漠,方圆百里毫无遮挡,你不时仰望紫外线爆表的蓝天,视线穿过滚滚热浪,仿佛看到了5500万公里外的那颗红色行星。”
2020年7月22日,一名火星实习宇航员写下这段文字。当时,他席地坐在无人区沙漠的流星余迹湖边,中国军工专家曾在此研发流星通讯技术——理论上,人们写给未来的信,可以通过流星掠过时的电离云反射无线电波,将信息发送到另一个时空。
与他同行的,有九名青少年,最小的七岁,最大的十三岁。二十年后,他们很可能成为中国火星宇航员的适龄候选人。
这些少年的火星登陆实习,是从2020年7月20日开始的。1969年的同一天,人类乘坐“阿波罗”号飞船首次登上月球,这一天从此成为“人类月球日”。2020年7月23日,少年们结束实习。北京时间当天中午12:41,中国第一颗自主火星探测器“天问一号”在海南文昌成功发射。
2040年登陆火星,正成为人类的共同目标,全球众多科学家、企业家和天文爱好者已经开始为此努力探索。中国“火星少年”们的登陆实习,就属于其中一场筹备两年的探索。
突如其来的疫情,迫使2020年这场探索的规模临时缩减,也使得这场探索更有现实意义。“疫情让人感到未来的不确定性。”这是科幻作家韩松加入探索的理由之一。多年来,韩松只要出门,包里都带着齐全的急救物资,以增加自己在突发灾难中幸存的概率。而火星,是当全人类面临灭顶之灾时,首选的移民星球。
火星少年们大多也有备而来。来自山西太原的11岁小学生张瀚升,受到在航天系统工作的母亲影响,两岁半就开始读霍金的《时间简史》。
当领队老师问起探索火星的意义,此前沉默寡言的张瀚升两眼放光,一口气说了很多:在太阳系行星中,火星与地球最像,直径约为地球的一半,陆地面积和自转周期与地球很接近,最重要的是火星有水,可以孕育生命……
7岁的小女孩王芊忆是跟着爸爸一起来的,她想去“火星”挑战自己。芊忆的爸爸从事旅游行业,曾在西北做玄奘之旅的徒步项目,因疫情停业思考期间,他瞄准了时空更加阔大的“星际旅行”。这是他第一次单独带女儿出门,临行前做足了生存功课,唯一的困难是“不太会给女儿梳头”,去“火星”的路上,他指着女儿蓬乱的头发,向其他家长求助。
11岁的杨钦涵是唯一独自上“火星”的孩子,他来自山东济南,2019年初因为电影《流浪地球》开始对太空产生兴趣。一年多的时间里,他翻看各种图书和纪录片,“研究范围”从太阳系里的柯伊伯带一直扩展到系外行星和其他星系。杨钦涵看过“好奇号”等火星探测器传回地球的所有火星图像,他像谈论家乡的山东半岛一样,亲切地说起火星上的水手号峡谷,几亿年前河流和海洋遗迹。
与火星少年们同行的还有科幻编辑和作者。科幻编辑李晨旭毕业于历史硕士专业,如今的工作内容却聚焦人类未来。他对火星的憧憬源于科普读物《赶往火星》,书里写道:“去火星能发财”——人类历史上的大部分战争都是为了争夺有限的资源,一旦人类开发太空,资源就是无限的,人类不再需要为此开战,那时候人们研究的重点将变成“把火星资源贩运到地球的商业模式”。来而不往非礼也,来自湖北黄冈的科幻作者小述,希望去火星时带上他家乡的特产——黄冈密卷。
他们一起上“火星”,在84个小时内,应对着人类登陆火星时可能遭遇的所有生存问题。
登陆废墟:这里曾生活着十万人
2020年7月20日8:00
火星实习宇航员们系好安全带,集体倒数十个数,高呼“发射”——他们乘坐的大巴从敦煌市区开出。敦煌人吴明激动地说,1600多年历史的敦煌莫高窟壁画,描绘着古人心目中的彼岸世界;如今的火星计划,则是今人对当下遥远世界的全新探险。
大巴穿越400毫米等降水量线和“胡焕庸线”,开往二百四十多公里外的青海冷湖镇,那里的年均降水量只有17.8毫米,全镇人口不到一千,实习宇航员戏称,这辆大巴开过去,当地常住人口激增10%。冷湖镇60公里外的俄博梁雅丹地貌无人区,从地貌、土壤到气候,都是地球上最像火星的地方之一。曾写过行星论文的小学生张瀚升2019年去过那里,他形容,只要加上红色滤镜,然后把太阳染成蓝色,冷湖就跟火星一模一样。
一路上,草木逐渐稀少。途经亚洲最大的熔岩塔式光热电站,这座在沙漠中熠熠发光的高塔,由一万多面镜子组成,反射太阳光加热熔岩,24小时持续发电。光热电站充分利用着西北最丰富的能源之一——太阳能。
大巴在甘肃阿克塞县短暂休整后重新出发,实习宇航员们称之为“二级火箭分离”。翻过海拔3600米的当金山,大巴进入青海,手机信号和沿途的绿色植物一起消失,人们与“地球”失联了。此时,领队向所有人发放火星任务书,第一页只印了一句话:火星没有救援,拯救全靠自己。
2020年7月20日15:00
飞船穿越火星大气层时,会产生剧烈的摩擦,飞船通讯联络中断,伴随着噪音和颠簸,这个现象被称为“黑障”。
为了模拟“黑障”,大巴上所有乘客戴上眼罩,车行驶在冷湖镇“火星1号”公路上。这条88公里长的路是当地2018年在戈壁滩上生凿出来的土路,崎岖不平,行驶中的颠簸感恰似登陆火星。
“黑障”的干扰,会使得登陆火星的飞船偏离预定坐标。作为“实习登陆”,大巴也没有开到火星营地,而是“误入”一片废墟。
邮局、银行、学校、宿舍依稀可辨,但它们都没了房顶、窗框,成片的断壁残垣,正被黄沙吞没。难以想象,曾有十万人在这里长期生活。1954年,冷湖勘探出石油,有的井一天能喷80吨油,成为当时中国四大油田之一。这座废墟,当时就是冷湖油田的三大生活区之一。
冷湖是一座人造的城市,一切生活物资都是从几百公里外的敦煌、德令哈等地运来的。张亚平是土生土长的冷湖人,她生于1967年,印象中自己童年从来没缺过牛羊肉,每个月还有大卡车从远方运来新鲜蔬菜和水果。1980年代去外省上大学时,张亚平惊讶地发现,自己从小穿的裙子,玩的洋娃娃,与北京上海的同龄人相差无几。
她没想到,冷湖的辉煌会在几年后戛然而止。1989年,冷湖地表浅层石油开采殆尽,国家做出决策,在短期内迁走了冷湖的石油生产区和生活区。当时市场经济初兴,当地人发现废旧建材的商机,纷纷加入拆迁行列,把砖混结构房屋的废钢、木梁、窗框、屋顶统统扒光,运往附近的城市卖钱。张亚平向南方周末记者回忆,只用了两年时间,十万人生活过的社区就沦为废墟,暴露在整年的狂风烈日下,三十年后成了现在的样子。
因油而生,又因油而衰。冷湖如同地球的缩影,自然资源能孕育人类,也会驱逐人类。
寻找水源:有生以来走过最长的路
2020年7月20日18:00
实习宇航员们的登陆地点,在远离火星大本营的荒漠中。
他们在废墟里找到一些物资,并完成了队内分工。分工角色包括指挥全队的“指令长”、辨位导航的“领航员”、开路搭桥的“火星工兵”、培育作物的“生物工程师”等13种。9岁的庞雅馨来自北京,她认领的角色是“环境工程师”,理由是这个角色“只需要捡垃圾,其他的(角色)太难了,我不会”。8岁的刘文泽自荐“指令长”,分工第二天他指挥全队徒步二十公里,感叹队伍不好带:“之前我走过二十公里,这次就是大人走得有点慢,老照相。所以我每隔一会儿就点一次名。”
天色已晚,实习宇航员们无法赶到火星大本营,只好就近扎起连排的帐篷。夜里刮起十级大风,强风卷着沙粒,噼噼啪啪打在帐篷上,南方人邓枫涛躺在帐篷里,以为外面在下雨,第二天早上一些北方队友被他逗乐,另一些队友却说,昨晚还真下过一阵雨。
“火星的天气就是变化多端的。”火星实习登陆的课程总监蒲佳意告诉南方周末记者,想要走到大本营,就得先预测火星的天气。这天露营前,“机械工程师”带头组装了一个地面气象卫星信号接收站。
地面站是蒲佳意和同事们自己设计的,所用的铝型材,是国际空间站和南极科考站里用的同款材料。接收气象卫星信号,是火星宇航员的必备生存技能。而搭建地面站,考验的是实习宇航员们使用说明书的能力。“这个世界就是一本大的说明书,它是用数学和物理的语言书写而成的,让孩子们学会阅读说明书,是很重要的一种能力。”蒲佳意说。
地面站搭建成功后,蒲佳意为实习宇航员补习了卫星和天线的相关知识。露营点上空,每天约有四颗气象卫星经过,下一个接收信号的时间窗口,是第二天早上七点半——现学的知识,将在那时经受实践检验。
2020年7月21日 7:30“卫星要来了。”实习宇航员们
调整天线仰角,在白噪声中听见嘀嘀的声音,所有人安静下来,围着显示器屏幕。嘀嘀声愈发清晰,屏幕上逐段显示卫星云图,尽管不太清晰,但是可以确定,今天的天气适合徒步。遇到好天气需要运气,2018年9月,刘慈欣等科幻作家来青海冷湖,原计划徒步七公里,结果遇上沙尘暴,中途被迫折返。
徒步前,蒲佳意给实习宇航员们补习了地理课,她列出了起点和目的地的坐标,让孩子们通过赤道周长计算出坐标点之间的距离。导航用的是指南针、GPS和手持天线,前两者用于确定位置和方向,手持天线用于接收散落在火星的物资包发出的信号——这片沙漠没有手机信号,天然屏蔽了智能手机地图,人们只能用更原始的工具寻找出路。
上午九点,全队向火星大本营出发,由于路途遥远,而实习宇航员随身携带的生存物资有限,当天的目标是“保证自己活下去”——找到水源地。
昨夜下过雨,地未干透,队员们踩在戈壁的沙质脆壳上,深一脚浅一脚,这对体力和关节的消耗很大。11岁的张瀚升不爱运动,走得比较吃力,他自我安慰:“在火星徒步会比这里轻松得多,火星的重力是地球的三分之一,跳一下就上一截。”
这是9岁的庞雅馨有生以来走路最长的一天。她的母亲、科幻作家凌晨一路鼓励女儿。凌晨想到了科幻电影《终结者2》,预知未来灾难的女主角莎拉,从小培养儿子各种生存技能。“这时候大变局,以后的形势我们也不知道会怎样,”凌晨对南方周末记者说,“我们只有培养孩子吃苦,关键是要有很好的体质。遇到大灾难,体质好的人可以活下来。”
历时六个小时,实习宇航员们走到水源地。“好奇号火星车每秒走1厘米,每走10秒休息20秒,几年来以这样的速度,一点一点走了18公里。”姜峰在水源地为孩子们树立榜样,“这是一种毅力。”
“成为宇航员光了解太空知识是不够的,还需要体能、数学能力和大智慧。”11岁的学霸张瀚升事后总结。来“火星”的九个孩子有八个都体重超标,白白胖胖的张瀚升就是其中之一,他用米饭打比方,“太空知识就是个桶,体能和智慧都是里头的饭粒。你知道会遇到什么问题但没法解决,那是不行的。”
来到水源地,“机械工程师”和“化学工程师”合作,搭建净水机。他们使用压力泵抽水,再用RO反渗透技术过滤水中的杂质。“这是一个航天技术的民用,”蒲佳意告诉南方周末记者,“今天的净化效果还可以,原来水里的固体总容量值(TDS)有九百多,净化后降到六十多,是相对澄清的。”
火星大本营已经遥遥在望,实习宇航员们今晚露营时轻松了许多。深夜,没有光污染的漆黑夜空出现灿烂银河,蒲佳意为大家补习观星课。这堂课同样实用——能帮助火星宇航员找到回地球的方向。
▶下转第20版
南方周末记者 刘悠翔发自青海冷湖
参加2020年火星登陆“实习”的九个孩子,年龄在7岁到13岁之间。到2040年,他们将是中国火星宇航员的适龄候选人。 张克 ❘ 摄
◀上接第17版
“火星”遇险:意料之外的世界
2020年7月22日8:00下雨了,十年一遇的暴雨。
这片荒漠的年均降水量只有17.8毫米,这场不合常理的暴雨却下了九个小时。夜里听到雨声,南方人邓枫涛入乡随俗,认为又是风沙,早上醒来,却看到帐篷外成了一片泽国。
放在帐篷外的鞋子变成泥团,许多实习宇航员狼狈地躲进露营点的充气式大帐篷,围着煤气灶取暖。这时科幻编辑大步穿着沙滩裤和人字拖走进大帐,众人惊呼:你怎么会带这些? 大步疑惑地说:这不是沙漠必备的吗? 过了一会儿,张瀚升和母亲高治洁穿着雨衣走进来,看着众人惊讶的眼神,高治洁反问:这不是必备的吗? 科幻编辑李晨旭打趣道:“一会儿再进来个扛皮划艇的,对我们说,这不是沙漠必备吗,你们不会都没带吧?”
“雨伞也是野外必备的,即使去沙漠,”参加过多年汽车拉力赛的高治洁告诉南方周末记者,“尤其是我们女同志,方便时用伞遮挡,遇到野兽和坏人还可以当武器。”
连火星实习登陆的主办方都没料到这场暴雨,他们的活动预案里,完全没有应对下雨的B计划。强风裹着大雨,从四面八方撞击着大帐,所有人躲在这里,能做的只有等待。9岁的庞雅馨翻出妈妈的平板电脑,点开《瘟疫公司》的游戏,她玩得很好,在游戏中成功将病毒传播到全世界。她看着地图上满屏的红色病毒标志,再看看帐篷外的风雨,皱起了眉头。
来到“火星”的科幻作者和编辑们,此时也在玩游戏。所有人围成一圈,依次讲一个离奇的故事,然后让其他人辨别真假,能骗到的人越多就越成功。他们讲的大多是真事,但总是被其他人怀疑是虚构的——就像他们正在经历的沙漠暴雨。
暴雨下到中午,也没有停歇的迹象,人们开始讨论,如果被困在这片高地,会有什么后果。摄影师张克回忆,2018年他曾在这里露营九天。起初什么生物都没有,第四天,苍蝇不知从哪飞来了。第七天,鸟来了,一群小型猛禽直奔营地厨房找吃的。
刘慈欣、王晋康、韩松和众多年轻科幻作家都来过“火星”,这里总在刷新他们的认知。来自山东的科幻作者黎木第一次来青海冷湖,路过青陇交界的当金山终年积雪,他见了很意外:“如此干旱的地方有雪山,我由此想到,人类登陆火星也许会发现,火星不像好奇号探测器传回的图像那样枯燥,可能也有壮丽的峡谷和山峦。”连续三年把科幻编辑和科幻作家带到“火星”的,是科幻世界杂志社前副主编、八光分文化创始人杨枫,她回忆,2018年科幻作家在这里遭遇沙尘暴,众人躲在车里,车外飞砂走石,一米以外什么都看不见,风、沙、石头全往车上砸,感觉车窗都快被拍裂了,“沙尘暴过去后,很多在小说里写沙尘暴的作者都赶紧去改稿了”。
从2018年起,冷湖火星小镇联合北京行知探索集团和成都八光分文化创办冷湖科幻文学奖,这是中国第一个以地名命名的科幻文学奖。这个想法源自从事旅游业的科幻迷袁振民,2017年9月袁振民来冷湖考察,跟同行的曲向东说,这么蛮荒的地儿,特别适合拍《三体》,很像小说里的罗辑,一直想象自己身边有个女朋友,其实没有这个人,太孤独了。
刘慈欣听了很感兴趣,把他在《三体》里虚构的“红岸基地”等名词授权给冷湖使用。2018年1月,杨枫、科幻世界杂志社副主编姚海军等人来到冷湖,大家讨论认为不应该跟《三体》挂钩。因为这部作品太有名了,每个读者对《三体》的想象都不一样,来到这里大部分人会失望,不如创造属于冷湖的科幻小说。众人在饭桌上决定,创办冷湖文学奖,评选中短篇科幻小说。
冷湖文学奖要求,每一届投稿作品必须写到“异常光波辐射”,来自火星营地母公司董事长、前央视财经频道主持人曲向东的创意。2018年的一天早上,曲向东忽然想,冷湖这么不适合人类居住的地方,为什么突然聚集了十几万石油工人。他想出的科幻情节是:一个外星人在途经太阳系时飞船失灵,一头扎进冷湖的俄博梁雅丹地貌无人区。打开舱门那一刹那,它看到火星地貌,以为自己在火星。为了修飞船,它开始探测周围的资源,发现地底下涌动着黑黑的黏黏的东西,它就靠磁场影响地质学家过来勘探,再召集十几万石油工人过来开采。采出石油,它发现不能用来修飞船,就通过异常光波辐射,给母星发信号。“他想表达的意思就是,我坠毁在火星了,能源已经枯竭,求母星来救援。”袁振民说。火星、坠毁、能源、救援,也成为火星实习登陆的四大关键词。
“科幻一定走在科学前面,登陆火星只是第一步,我们以后要朝着更遥远的外太空前进,要用到星际飞船、光速飞行,面对黑洞,实现这些都要靠脑洞。”袁振民说,“我们需要聚集国内脑洞最大的一批人,把科幻变成科普再变成科学。叶永烈老师1978年出版《小灵通漫游未来》,写的就是科幻,几十年时间,大多都实现了。”
照进现实:第二次火星探索热潮开始了
2020年7月22日13:00
雨停了,火星实习宇航员们在泥泞中徒步,三个多小时后抵达火星大本营。
他们用前一天晚上接收并破解的摩斯电码,打开了火星大本营的密码箱,这里有制作火箭的材料。蒲佳意对自制火箭的要求有两个,能飞,能降落。“因为我们不管是去火星,还是从火星回来,火箭都是非常重要的交通工具。”
蒲佳意为孩子们补习物理课,从火箭发明之初到现在,要解决的重要问题是稳定性,只有让质量重心在火箭前端、压力重心在火箭后端,这样的火箭才不会在飞行时像陀螺一样旋转。前者取决于燃料的多少,后者取决于尾翼的形状和大小。
晚上七点,实习宇航员自制的火箭在大本营发射。火箭箭身是矿泉水瓶,固定在自制的发射架上,通过控制操作台加注燃料(水和空气),按下发射钮。最远的火箭飞了一百多米,所有火箭都平稳降落。90后“火箭少年”胡振宇曾经也做过类似的火箭,如今他已成立了自己的民用火箭公司,在冷湖建立了发射基地,能把火箭发射到十万米高空。
2020年7月3日,由中学生参与研制的“西柏坡号”科普卫星成功发射上天,参与的学生主要来自石家庄鹿泉一中。这是中国航天科技国际交流中心2016年发起的青少年科普教育卫星工程,首颗卫星是北京市八一学校的学生参与研制的,他们在造卫星的过程中参观了中国航天空间技术研究院和宇航员训练中心,学习了航天专家关于卫星结构、测控的专业课程。中国航天科技国际交流中心的刘晓岚在调研中发现,有个女生此前物理不及格,如今几乎能考到满分。“在这个过程中,她觉得学那些东西不是学学就完了,她可以去应用,所以她觉得物理知识对她有帮助。”刘晓岚告诉南方周末记者。
2020年7月22日17:00
第三届冷湖文学奖在火星大本营颁奖。中篇科幻小说《闭环》写到这场颁奖仪式,小说中,火星大本营被人烧毁。让作者付强意外的是,他的这部小说从六百多篇投稿中脱颖而出,获得三等奖。被问起这篇小说,冷湖镇党委书记马文武笑着说:“我们没那么大脑洞。所以是你们(科幻作家)发展,我们力所能及创造环境。”
马文武1997年大学毕业分配到冷湖工作,在这里娶妻生子,也亲历了冷湖油田的衰落。衰落的资源型城镇,普遍的思路是发展旅游,冷湖也不例外。但是早期冷湖旅游开发的方式简单粗暴,“就在公路边竖几块牌子,写上‘青海冷湖四个字”。直到2017年,时任冷湖行委副主任的田才让去北京见曲向东、袁振民,碰撞出“火星小镇”的创意,科普、科幻项目纷纷落地,冷湖有了复苏的迹象。
田才让又背着包去找中科院国家天文台,为冷湖争取科学项目。经过考察,国家决定在这里建成亚洲最大的国家级天文观测站。观测站建在海拔4200米的赛什腾山上,与冷湖镇的落差达到1500米,两地之间没有路,观测塔的每一块砖、每一袋水泥,每一根铁丝和木条,都是用海西州的警航大队直升机运上去的。“管直升机的领导心疼地说:警航直升机,你当成拖拉机使。”马文武回忆。
观测塔修成了,科学家每个月从北京来到这里采集数据、维护设备。上山没有路,他们就爬五个小时上去,晚上睡在山上简易木屋的地上,白天再走五个小时下山。马文武感叹:“这是青海的高原地区,你手脚并用走一个小时看看。”如今,观测站已经建成三架天文望远镜,常驻冷湖的科学家有五六位。观测站计划在2021年底建成30架天文望远镜,袁振民预计,到那时,常驻冷湖的科学家、博士和博士后会超过一百人。
2020年7月23日9:00
回“地球”之前,17名实习宇航员们参加了一场《火星生存哲学讨论会》。每人随机领取一张职业身份卡,竞选首批移民火星的四个名额。每个人要根据自己领到的职业发表竞选演说,陈述自己“为什么很重要”。最终入选的是心理医生、农夫、动物学家和科幻作家。
主持人让“首批移民”讨论建设火星的计划,以及第二批移民的人选。“他们讨论完说,我们四个不行,我们要把飞船开回来。”蒲佳意笑着复述四个孩子的推理过程,他们觉得团队里少了一些工程师,没办法解决饮用水的问题,也没有带动物上去,动物学家只能研究另外三个人。“所以他们最终给出的方案是,心理医生把另外两个人催眠了,有机作物农夫把飞船开回地球。”
2020年7月23日15:30
火星实习宇航员们在返回“地球”的途中,收到了天问一号顺利发射的消息,整个大巴瞬间沸腾了。在此三天前,阿联酋发射了火星探测器,一周后,美国也将发射火星探测器。
“全世界第二次火星探索热潮开始了。”刘维佳说,他2000年进入科幻世界杂志社做编辑,2019年主编了《中国火星纪事》,“上一次热潮是冷战时代,人类科技进步最快的时代。第二次的劲头不如第一次,欧洲就因为疫情推迟了火星探测器的发射。中国起步很晚,好在终于要开始了。”
2020年7月23日20:00
大巴回到敦煌,实习宇航员们结束了84小时的火星之旅。接下来的180天内,孩子们每人要写一篇论文。
这是11岁的张瀚升第二次来“火星”,上一次,他学会了搭建生物圈、制作火星车,还了解了Arduino程序和杜邦线。这一次,他学到了新的火星生存技能。“我们,是火星上的追风少年!”张瀚升在回忆文章的最后引用了李白的诗句:
大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。