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送一百万人去火星找“备份星球”是杞人忧天？ 最近，科技圈最重大的新闻，莫过于SpaceX和特斯拉的CEO 埃隆·马斯克（Elon Musk）在2016年国际宇航大会上做了一个名为《让人类成为跨星际物种》的演讲，公布了他最新的“殖民火星”计划。在马斯克看来，正如把全部鸡蛋放在一个篮子里不是一个好主意，人类只有地球这一个家园也是极其危险的事。人类应该在地球遭遇任何不测——自然灾害或者黑科技自毁之前，为自己寻找到一个“备份星球”，为人类的种族存续留下火种。因此，他计划要送100万的地球人去火星。 文/记者金叶 最新动向：人均费用降至20万 100万人可先去火星？ 这个世界上万事万物都不会永恒，包括人类唯一的家园——地球。在马斯克看来，人类要想永远存续，必须使自己成为一个“跨星际”的物种。我们应找到至少一个“备份星球”，它是我们的“种族生命保险”。 那么，在太阳系里，哪个星星最有可能成为我们的第二家园呢？ 水星？离太阳太近了，太热，不行； 金星？大气里都是硫酸，上不去； 木星和土星？都是气体行星，去不了。 而火星似乎可以是一个选择。它冷，但并不极冷；它暗，也就比地球暗一些；它远，但并不那么远；一天的时长又与我们几乎一样，这对人类而言非常有利，也意味着我们有可能在上面种植蔬菜。它的表面重力大约是地球的三分之一，并不奇高或者奇低；而成吨的（冻）水和适量的二氧化碳的存在，无论是对早期探索以及星球宜居化改造都至为关键。 于是，马斯克的目光锁定了火星。按照现在人类的技术，想把一个人送到火星上去的费用，大概是100亿美元。而按照马斯克的理念，至少需要100万的先驱者，才可以在火星上建立起一个独立维持的城市。而100亿的人均移居花费太巨大了，所以必须首先把这个成本降到一个合理的范围。如果能把它降到大概20万美元应该就差不多了，毕竟地球上的人那么多，凑够100万个愿意花20万美元去火星的人应该并不困难。 但是，如何将100亿美元降低到20万美元呢？首先，要建造可以重复利用的交通工具。太空飞行花销过高的根本原因是，火箭不仅造价高昂，而且还是“一次性”的航天器。在把飞船送上轨道之后，它就会在大气中焚化或者在海洋中坠毁。马斯克在开创SpaceX的时候就决意要解决这个问题。在经历了几次反复试错之后，他们所研制的猎鹰9号（Falcon 9）在2015年12月21日完成首次回收，并在今年的7月18日完成了第二次的发射并成功回收。虽然在今年9月1日，一枚猎鹰9型火箭在发射架上发生了爆炸事故，但马斯克本人还是很乐观，他在11月4日表示，预计在12月中旬就能解决“人类航天史上前所未有的难题”，从而让公司旗下的猎鹰9型火箭重返苍穹。 通过可以重复利用火箭，SpaceX可以在前往火星的差旅费中节约多达95%的发射成本。除此之外的一部分成本，还可以通过一些易行的创新技术中和掉，比如在轨道上的二次补料（把预算再降低5到10倍）；在火星上制造推进剂，这样就不用随身携带返程专用推进剂了（再降低5到10倍）。另外，如果飞船足够大，还可以通过一次运载100人或更多人次的航行来缓和部分成本。 SpaceX就这样“轻松地”将前往火星的费用降到人均50万美元，马斯克认为其实还可能降得更低，最终可能降到人均10万美元以内。 难题 建立体积有限的自循环生态系统非常困难 火星之旅的交通工具将非常大，重1万吨。其运载能力是目前推力最大的火箭土星五号的四倍，可以把550吨重的货物送上地球近地轨道。它主要分成大飞船和大火箭两个部分，大火箭部分高77.5米，总质量7000吨。火箭的下面是42台火箭发动机；而大飞船高49.5米，马斯克打算让它一次运载100人，以后会逐渐达到一次运送200人的能力。 大火箭将大飞船送上轨道后，会花大概20分钟飞回发射场原地，发射架很快将旁边已经准备好的燃料仓吊装到大火箭上，进行第二次发射。第二次发射会将燃料仓送上轨道和飞船对接，给飞船加注燃料。这个过程会反复几次，直到飞船的燃料被补满。这一过程不仅可以降低旅途成本，还可以让火星之旅变得加快。大概三个月就可以抵达火星。 但即便成功地到达火星，真正的考验才刚刚开始。和地球相比，火星没有大气层与地球磁场的防护，辐射更为严重，虽然可以通过覆盖火星土壤的方式进行屏蔽，但长期在火星上活动，则会增加暴露在辐射下的风险，并导致癌症发病率升高。 还在全副身心思考如何降低差旅成本的马斯克，显然目前并没有太多时间考虑殖民者在火星上如何生存的问题。但他简单地介绍了自己的构想：在登上火星之后，我们可以采用碳纤维框架建起类似于圆顶房屋的建筑，并将玻璃门窗安装在房屋圆顶表面，利用大量采矿机器人打造出数量庞大的空间。同时，这些空间都有一定的气压来维持，以便进行工业生产。 但这一切肯定不会十分容易。美国亚利桑那沙漠中进行的“生态圈二号”实验表明，建立体积有限的自循环生态系统非常困难，在地球上尚且如此困难，在火星上的难度更是难以想象。 动因 太空竞赛拉开大幕 探索火星只因有利可图？ 西澳大学天体物理学博士生、天文科普达人刘博洋表示，所有的问题能否解决，其实最终还是得看是否有足够大的利益诱惑。“如果有人愿意往里砸钱，这些技术问题肯定可以解决；但如果没有利益诱惑，能解决的问题也解决不了。” 刘博洋已经真切感受到新一轮的太空竞赛正在拉开大幕。“从地球周边空间资源利用、到小行星采矿、火星探索，全都处于热火朝天大干快上的阶段，我一个做射电天文、河外星系的，跟航天、行星科学本来没有什么关系，然而现在手头有至少三四档子事是跟火星探索有关系的，很明显社会和科技界的注意力都在往这边集中。” 刘博洋认为，现在倡导火星探索的人分为两种，一种是搞科学的，希望能了解火星地质变迁史，希望能了解火星上是否曾经有生命，甚至现在是否仍然有生命；另一种是搞商业的，他们希望能殖民火星——殖民就得有殖民经济，能支撑大规模殖民活动的无非是有利可图的资源开采之类，而这不可避免地要对火星环境的原始状态产生一定的破坏。 “从这个意义上来说，这两拨人是对立的，总会有一天为这事撕起来的。不过他们现在还是团结为主，要说服地球上的人出钱发展火星项目，他们坐在同一条船上。不管最终的目的是什么，总要能做到采样返回吧。总要派几个人上去看看吧，这些事就够折腾二十年的，我想到2030年到2040年之前，他们还是可以团结一致的。再往后，火星殖民能不能真的搞起来，核心就在于是不是有利可图，但我认为出现《阿凡达》里潘多拉悬浮山那样的神奇矿物的机会也不是很大，火星未见得会以那样的方式刺激商人们趋之若鹜。马斯克看到了什么样的殖民经济图景，我们拭目以待。当然，如果殖民经济惨淡，火星科学探索的经济动能可能也会受到影响。但是，在殖民无特别大的利益可图的情况下，反而容易实现对火星的理性探索。例如有人提出可以参考国家公园的模式，划定若干区域保护起来，只允许在有限区域内进行资源开发，也许这样，殖民和科研就可以两全。” 展望 火星探索还是应以科研为主 根据马斯克的时间表，他会在2019年前做整个的结构设计和火箭发动机设计，2020年测试大火箭系统和轨道对接系统。2022年发射第一艘测试飞船。如果一切顺利，第一批宇航员会在2年后的2024年发射升空，并在2025年到达火星。马斯克表示，就算自己完成不了，也确保整个公司能在40到100年的时间里，建1000艘飞船，最终把100万人送上火星，在火星上建立一个自给自足的殖民地。 但刘博洋对人类殖民火星的步伐，预期却更加保守。“过去一百年，人类刚刚能抵达南极点，经过一百年梦幻般的科技发展，到现在实现了每年有上千人在南极越冬。我预期一百年后的火星大体上和现今的南极类似，社区以科研基地为主，居民以科学家、工程师和少量短期旅客为主，常住人口不会超过千人，甚至能达到百人就不错了。” 而对于马斯克所强调的殖民火星是为地球寻找“备份星球”的动因，刘博洋反而认为有点“杞人忧天”。“和火星相比，地球上还有很多地方可以居住，哪怕是撒哈拉沙漠、西伯利亚这些人迹罕至的地方，要想改造起来也比火星容易千万倍，至少我们这里有大气层和水。把这些生活成本节省出来之后，我们也可以开发出更多的太空武器，对小行星进行干预等等。总之我们保护地球、利用地球的方式有很多，完全不用出于‘备份’的动机跑去火星殖民。” “但不管怎么说，很多事情总是有人要做出尝试。马斯克是在用自己的钱实现自己的理想，不管是否疯狂，都是他的权利。也许他这么做也有资本上的考虑，那我们就不得而知了。”
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