NASA的火星梦

李忠东

以前的科幻电影描述的是几十年或几百年后的故事，

但现在的科幻电影仿佛说的就是几年后的现实。

《火星救援》讲述了一个如同“鲁滨逊漂流记”的故事：美国宇航员马克·沃特尼由于一场沙尘暴和他的团队失去了联系，孤身一人留在火星，最后想方设法终于回到了地球。影片以科学知识为轴，以火星为支点，以好莱坞为笔，画下了一个让人浮想联翩的圆。

火星真的“火”

火星是太阳系八大行星之一，属于类地行星。它的直径约为地球的53%，自转轴倾角和自转周期均与地球相近，公转时间约为地球的两倍。在西方，火星被称为“战神玛尔斯”，而我国古人则称其为“荧惑”（这也是我国第一颗火星探测器取名“萤火一号”的原因）。

人类对于火星的探索已经进行了数十年，共计42次探测。NASA自上世纪60年代开始探索火星以来，在半个世纪里共向火星发射了大约20颗探测器。1965年7月，“水手4号”探测器首次飞掠火星，向地球传回了火星特写图片。如今，美国“好奇号”和“机遇号”火星探测车仍在火星表面探索，并不断发回各类新数据。

从1962年苏联火星1号探测器试图飞越火星开始，到各种描绘火星的科幻电影相继而出，再到NASA制定的2030年之后载人登陆火星计划的发布，人类在探索火星的道路上走过了艰难，走出了不凡，今后还将面临更为严峻的挑战。火星已成为除地球之外，人类认识程度最高的行星，甚至胜过已经登陆过的月球。

水的意义

限于航天运输能力，除了“旅行者一号”，目前还没有人造物体能够飞出太阳系。而在太阳系内，只有火星的自然环境与地球最相似，它是人类移居外星球的首选目标。

2008年7月31日，NASA“凤凰号”火星探测器在火星上加热土壤样本时，鉴别出有水蒸气产生。2013年3月初，NASA“好奇号”火星探测车找到了火星岩石中存在含水矿物质的可靠证据。2013年12月9日，NASA公布了“好奇号”拍摄到的火星盖尔环形山图片，科学仪器进行的勘探表明有水的可能性非常大。2015年9月28日，NASA宣布在火星表面发现液态水活动的“强有力”证据。科学家表示，在火星上，不仅仅是两极有已凝固成冰的水，在特定条件下，暖和季节还会出现流动的液态水。

最新证据表明，此前在火星火山口坑壁观察到的神秘暗色条纹，可能与间歇性出现的液态水体有关。来自NASA卫星的数据证明，这些出现在坑壁上的暗色条纹，可能是含盐水体沉积过程产生的结果。尤为关键的是，这种含盐水体能够改变火星表面水体的冰点与沸点，从而使得液态水体在火星地表的存在成为可能。

火星与地球的距离，以及它的形态，已经是事实存在，如果我们还能确认有水存在，那么无论对寻找外星生命，还是人类移民火星，都具有不同凡响的意义。液态水的存在确保了生物生存的可能，还能为将来的宇航员登陆提供资源，创造生存条件，同时为以后的移民做铺垫。

当然，“液态水”带来的巨大社会影响更加不可忽视，也许所有的火星探测和登陆计划都会因此而发生改变，并引发全人类对火星探索开发的疯狂热潮。

靠谱的登陆火星计划

就在被誉为2015年度最佳科幻电影的《火星救援》火爆放映的同时，NASA公布了一份人类登陆火星的报告，详细介绍了行动计划。在这份长达36页、名为《NASA的火星之旅：开拓太空探索下一步》的报告中，NASA宣称人类不仅要在这颗红色星球上登陆，还要在那里生活数年，并最终建立殖民地。

报告并没有设定登陆火星的具体日期，但宇航局局长查尔斯·博尔登在声明中说，美国“比历史上任何时候都要接近将宇航员送上火星”。具体怎么操作呢？NASA将登陆火星分为了三个阶段。

第一阶段为“依赖地球”，主要工作集中在国际太空站进行，其中包括人类健康和行为研究、高速通信技术测试、先进防火安全设备测试、下一代太空服的技术测试、3D打印技术测试，以及类似种植食物和循环利用水的生命支持系统等。

第二阶段叫做“试验场”，主要工作大都在数日即可返回地球的地月空间进行。NASA计划在数年后开展一系列地月空间载人航天任务，为后续的火星任务做准备。例如，于2018年在复杂的深空环境中，利用大推力运载火箭发射新一代载人飞船“猎户座”。以及在2020年发射无人航天器，从一颗小行星表面采集巨石，挪至月球附近供人研究，并测试深空环境居住设施等。

第三阶段被称为“独立地球”，这将完成针对火星邻近区域，包括火星卫星的各类任务，以便最终登陆火星。该计划的目标，是保证宇航员能够在火星表面栖息地和运输飞船中，生活并工作数年，利用火星资源制造燃料、水、氧气和建筑材料，并能够借助先进的通信技术设备，将科研数据和结果传回地球，且将延迟时间控制在20分钟以内。根据报告显示，NASA把这一阶段的具体实验时间定为2030年之后。

与此同时，NASA也开始探讨地月空间载人航天任务，并将此作为载人探索火星整体战略“试验场”阶段的一部分。该任务是当前“依赖地球”阶段和远期“独立地球”阶段之间的过渡，在将人类送往火星之前测试技术并获取经验。NASA约翰逊航天中心发展项目办公室主管斯基普·哈特菲尔德称，这些任务拥有一个同样的关键目标——测试可用于火星探索的居住舱和相关系统。

终极挑战

在NASA的报告中，除了给予人们美好的蓝图外，也提出了诸如身体健康、运输物资和太空作业等登陆火星后人类还将面临的诸多挑战。事实上，除了一些技术难题外，科学家认为最严峻的挑战还是如何在长达1100天的长期任务中确保人员安全。前往火星的宇航员会长期生活在微重力条件下，这会增加骨质疏松、肌肉萎缩、视力降低等风险，而高辐射还会降低免疫力、提高患癌几率。

在运输物资方面，飞船入轨后再降落将是一大挑战。2012年，重约一吨的“好奇号”火星车在降落的最后阶段，采用的是火箭推进式“空中吊车”，用缆索吊着缓缓降下的。如果人类登陆仍使用这种方式，那飞船的重量需要达到20～30吨。而在返回地球时，运输工具则需要先把宇航员从火星表面送入火星轨道，这又是一项艰巨的任务。

终极疑问

或许很多人都在想，火星究竟有多大的魅力，能让这么多人为之前赴后继，披荆斩棘。在NASA看来，探索火星的意义和价值，最显见的就是有

可能帮助我们探寻人类的生命起源等本真问题。

NASA指出，虽然登陆火星面临重重挑战，但这些问题都是“可以解决”的，丝毫动摇不了他们推动登陆火星计划的坚定决心。正如《火星救援》中的马克·沃特尼那样，在处境十分艰难的环境里，精密计算出怎样最大限度地利用在这颗干旱星球上的时间，准确筹划如何使手头上所有的材料物尽其用，以等到4年后下次火星任务的到来。NASA还在其报告中强调：“在太空生活和工作需要面对风险，而火星之旅值得冒险，这是一个可以达到的目标。”

为了能够登陆火星，NASA正在进行全面的准备，他们目前正致力于开发规模空前庞大的火箭系统，各路子系统也都进入了关键的测试阶段。近日，NASA甚至还公布了打造全新火箭隔热罩的计划，靠它确保宇航员进入火星大气层时的安全。人们完全有理由期待，《火星救援》有望从科幻电影变成“登陆火星”的前瞻纪录片。

最后，让我们用NASA提出的四个问题作为本文的结尾，火星是否曾经存在微生物生命？火星是否有一天能够成为人类的家园？宇宙其他地方是否存在生命，地球上的生命如何起源？关于地球的过去、现在和未来，火星能够告诉我们什么？