让我们一起登上火星

卓然

美国政府计划在2020年前重返月球，并在此后一二十年内登陆火星。美国航空航天局局长查尔斯·博尔登更是信誓旦旦地表示，要在自己的有生之年完成这个夙愿。

登月，甚至是修建月球基地对美国来说，都不是太难的事情，但想要征服火星可就没那么容易了。

现实的情况是，美国人争分夺秒地寻找登陆火星的最佳方法，也可以说是征服火星的硬件；而俄罗斯人却在一刻不停地探索进军火星的环境条件，也可以说是征服火星的软件。所以有人预言，人类对火星的探索势必在美俄之间既竞争又合作的情形下完成。

软实力包裹的橄榄枝

2009年7月以来，俄罗斯接连发布有关火星探测的基础性研究成果。

7月4日，6名志愿者身着宇航服，在莫斯科北郊的生物医学研究所走出封闭的火星试验舱，圆满结束了105天的模拟登陆火星的实验。

就是乘超级火箭去火星也需要近半年的时间，据心理学研究显示，人类忍受长期寂寞，最难熬的时光是最初的3个月。登陆火星的前提条件就是能在寂寞孤独的环境下，完成一系列复杂精细的操作。遗憾的是，人类在这种极端条件下的生理、心理、反应数据却少得可怜，而没有准确的数据，何谈了解和调整宇航员的生理、心理状态？为此，俄罗斯在莫斯科郊区修建了一座模拟实验舱，从全世界5600名志愿者中挑选了6名志愿者，进行了为期105天的特殊的“火星之旅”，取得了宝贵、丰富的第一手资料，为日后培养火星宇航员奠定基础。

7月16日，俄罗斯官方又宣布，即将发射一枚搭载地球生命的飞船飞往火星，进行一项旨在研究地球生物在未加防护的条件下能否在外太空长时间存活的实验。科学家挑选好的将经历严酷环境考验的地球生物，包括阿拉伯芥、酿造啤酒的酵母菌和一种叫做“科南”的细菌。这些生物成为首批造访火星的地球生命。

尽管简单的生命形式能在外星际未加防护的情况下生存的观点广受争议，但科学家却发现，细菌能在地球上许多先前被认为不可能的极端环境中生存，比如滚烫沸腾的酸性温泉、核反应堆及大洋最深处等等。此项研究可以为生命能否在火星环境下生存，找到一个初步答案。

俄罗斯航天署署长佩尔米诺夫7月26日表示，人类未来大型航天项目的实施必须通过国际合作才有可能实现。今天人类面临的是航天学发展的全新时代，也是各国开展合作具有转折性的时代，但能否实现国际合作首先取决于各国领导人的政治意志。他认为，俄罗斯和美国目前在国际空间站方面的合作是航天领域国际合作的典范。

外界普遍猜测，这既是俄罗斯伸向美国的希望进行航空航天协作的橄榄枝，也同时提醒美国俄罗斯在太空探索方面的领先地位。直奔主题的急性子

不会绕弯又性急的美国人开始对俄罗斯伸来的橄榄枝视而不见。在2009年7月24日，也就是人类首次登陆月球40周年庆典结束之后，美国航空航天局的科学家便向媒体披露了他们征服火星的初步设想和步骤。正如美国航空航天局火星综合研究专家布雷特·得雷克所言：目前我们仍把人类探索火星看成是未来的最高目标，虽然潜在的风险巨大，但它对人类进步的积极意义却是难以评估的。

坦率的美国人承认，远征火星他们的科技水平可能刚刚达到，但距离载人前往火星完成任务还有相当的差距。但目标既然已经确定，就应该大胆接受挑战。令人欣慰的是，有关火星探索的新想法层出不穷。得雷克说得好，在美国航空航天局，红色火星无疑成为人们向往的圣地。

按传统火箭的速度，前往火星大约需要300天，而美国航空航天局希望把时间控制在180天以内。目前新型火箭专家提供了两种超级推进器：核热火箭和化学发动机。核热火箭是根据20世纪六七十年代的设计研制的，它利用核反应堆把气体加热到很高的温度，借助热气从喷口喷出产生推力，把火箭发射出去。

化学发动机跟航天飞机使用的发动机类似，都是用液氧和液氢作燃料。因技术成熟，所以保险系数更大些，但是效果并没有核热火箭好。两种装置相比较，前者无疑是高性能的推进器，而且安全可靠，不会在发射时产生放射性物质，但它有核系统固有的潜在危险。

火星大气里的氧是以二氧化碳的形式存在的，因此科学家可以利用火星的自身资源制造氧气。美国航空航天局打算在运送宇航员抵达火星之前，尽可能多地把货物送到那里，它们包括制造氧气和贮存系统以及足够多的水。

美国航空航天局科学家的计算数字显示，前往火星的载人任务必须能把质量大约是国际空间站2倍的物资送入太空，约为800吨。使用“战神5”号火箭发射这些设备应该没有问题。“战神5”号是迄今为止设计的推力最大的火箭，一次大约可把92吨的有效载荷送入地球低轨道。而宇航员则搭乘“战神1”号火箭前往火星。

棘手的难题仍很多

运载工具的问题初步解决后，怎样减少有效载荷又成了美国航空航天局论证的焦点。一种观点认为只需要四个人即可，可以把一些重复性工作交给电脑或机器人来完成；另一种观点却认为四个人太少，必须要六个人，原因是人类首次远征火星期间的每一个细节都是宝贵的经验，而带回经验的只能是人，智能仪器是无法胜任的。此外，地球指令传到火星需要40分钟的时间，即使在半途，请示与获准的时间之和也是40分钟，所以宇航员必须具备处理意外情况的能力。智能仪器大多都是按事先输入的程序工作的，在应对紧急意外时显得勉为其难。

岗位定员情况大致为：两名驾驶员，一名指挥长，一名科学家，一名工程师和一名医学家兼卫生官，六个人的知识和能力之和差不多涵盖科学技术的方方面面。他们必须知识渊博，既涉猎广泛又各有专攻。总之，他们个个都是解决难题的高手，从检修机器到利用高科技手段谋求生存，不一而足。

在宇航员抵达火星前，先利用火星上的二氧化碳制造氧气并大量贮存的难题解决后，如何防止有害辐射的问题又凸显出来。这是太阳和深空宇宙射线以高能粒子爆的形式产生的辐射，对人体危害极大。最有效的防护材料就是氢或水，因为水中也含有大量的氢。

水的循环利用还好办得多，因为在国际空间站已大量积累了这方面的技术。在国际空间站，连排放的废气、宇航员的汗液甚至是宇航员的尿液经过处理后，都能转化为饮用水。但是如何利用火星的自身资源制造出水，还是一个不小的难题。

美国航空航天局设想，在宇航员到达火星之前送上这颗红色行星的特殊装置能够产生水，这些水在宇航员到达后可以作为他们的保护屏障。在去火星的往返途中，飞船上还可安装一些特殊装置，这样宇航员在大部分时间里都可以待在被水和食品环绕的区域。不过，飞船上的“高能粒子爆掩体”仍然是阻挡致命辐射的重要组成部分。

此外，还有宇航员的心理精神状态和新鲜食物的供给，都是有待攻克的难题。

冷静反思总是有益的

美国的确是强大的，但美国却不是万能的。这不仅是因为金融风暴导致美国全面衰退得出的结论。

半个多世纪前，美国政治家在核子威慑的鼓舞下，制订了“俄丽翁”计划，雄心勃勃地想要登陆土星。波兰裔科学家斯坦伊司劳·乌阿姆设计出的火箭重达万吨，以800颗核弹为动力，估计用3年的时间可以抵达土星。这项计划终因耗资巨大和可能导致的核灾难，而被美国政府紧急叫停。

几年前，美国政府又对国家实验室的科学家布哈得·爱德华的“太空天梯”计划兴趣浓厚。这项宏伟的计划是：在低轨道装配助力发射器，发射器上装有两卷13厘米～26厘米宽的首批传送带，靠近地球的一端将被固定在可能位于太平洋中部某个地方的基座上，而另一端将于一个在太空中围绕地球进行同步轨道运行的小卫星连接。小卫星以及传送带本身具备的重力能够使传送带绷紧，以便装配牵引梯的无人电梯仓能够上下穿梭。它以太阳能电池发出的激光作为能量源，将两卷传送带连接在一起。当传送带距离地球3.6万千米时，物体就能够脱离地球的引力，进入完全失重环境。其后，物体就可以被“弹射”进入太空轨道。

虽然碳纳米管材料给这一计划带来生机，但天文数字的投入和几项关键技术，仅凭美国一国之力攻关夺隘，实属遥遥无期……

（盛文娟 插图）