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火星想象

2006-07-31 14:23 作者:吴戈 2006年第27期
2003年12月,“猎兔犬2号”火星探测器进入火星大气不久就音信全无。据说是坠毁了,但它发回的最后信号被列为绝密。在这段视频图像上,着陆后开始一切正常,突然,“猎兔犬2号”剧烈晃动起来,似乎被什么东西提了起来。它的摄像机只记录到一个巨大的黑影在头顶晃动,据说这个身影酷似变形金刚。

2003年12月,“猎兔犬2号”火星探测器进入火星大气不久就音信全无。据说是坠毁了,但它发回的最后信号被列为绝密。在这段视频图像上,着陆后开始一切正常,突然,“猎兔犬2号”剧烈晃动起来,似乎被什么东西提了起来。它的摄像机只记录到一个巨大的黑影在头顶晃动,据说这个身影酷似变形金刚。

这是2006年6月29日美国梦工场和派拉蒙电影公司为拍摄中的《变形金刚》发布的一段宣传片。这部电影定于2007年7月4日完成,史蒂芬·斯皮尔伯格担任执行制片人,导演是执导过《逃出克隆岛》、《世界末日》和《珍珠港》的迈克尔·贝。

电影情节是:两种争斗中的外星机器人——Autobots和Decepticons将他们的战争带到了地球,人类的未来命悬一线,失踪的“猎兔犬2号”实际上就是被它们摧毁的。镜头的细节相当逼真,甚至能看到轮圈上小小的“USA”标记,实际上它就是用火星漫游车首次驶下着陆器的镜头扩展而成。

不过真正的“猎兔犬2号”并非漫游车,也不是美国的,它是英国用于钻取土壤样本的探测器,并没有轮子和气囊。2003年失踪后,一年的独立调查也没能找到它失踪的原因。目前科学家们寄希望于刚刚到达火星附近的“火星侦察轨道器”(MRO)。这是目前最大、最强的火星探测器,装有行星探测史上最强的高分辨率摄像机,除了帮助寻找“猎兔犬2号”,或许还能再找找NASA于1999年坠毁的火星极地登陆器。

这个虚构的黑影真实展现了火星探险的神秘之处。无线电波从火星传到地球也需要3~22分钟,因而任何火星冒险家——不管是机器还是人,与地球完成一句对话都需要45分钟。这使从地球上同步观察和指挥火星上的活动成了天方夜谭。如果火星探测器真被外星生物抢走,地球连发现都来不及,干预更是鞭长莫及。未来的火星宇航员只能通过电子邮件与地球联络。

很早就有一篇科幻小说这样想象:人类利用蛇的冬眠将它送到很远的星球上去,探寻那里究竟是天堂还是地狱。结果蛇再也没回来,人类当然以为那里是地狱无疑。实际上正相反,那里简直是个伊甸园。只是蛇在那里吃得太好,长得过于肥硕。当飞船放出音乐呼唤它回舱时,它也的确想回来,只是身体已经钻不进当初的舱口了。将在外,军令有所不受。火星探险的最大特点也在于此:一切将在隔着浩瀚空间之外的另一个世界发生,如果出发之前没有准备好一切,将完全无法补救。

事倍功半

在布什政府2004年底公布雄心勃勃的太空探索计划之前,欧洲航天局于8月公布了为“极光”计划进行的一项研究报告。由于美国最近的重点放在登月,欧洲的这份名为《火星载人任务:全面架构评估》的报告是目前对火星载人探险最新、最详细的初步设计。

根据研究,首次火星载人任务需要将1541吨(包括以后任务可重复利用的平台)重量先送到低地球轨道,以后的任务也需要先运送1357吨重量,其中1083吨是燃料。要完成这个任务,需要俄罗斯巨大的“能源”火箭发射21次,外加“阿里亚娜5”或“质子”中型运载火箭发射4次。以每两个月一次的速度发射,在地球轨道上组装完巨大的火星飞船就需要4.6年,平均每年发射620吨,相当于建设一个半完整的国际空间站(419吨)。

以如此浩大的工程,也只能将6名宇航员运到火星轨道,由其中3人登上火星并停留约30天。登陆小组将有两周时间,可以安排7次舱外活动,但即使有漫游车,也只能勘测着陆地点5公里以内的范围。

火星飞船前往火星的转移轨道需要约7个月,在火星附近停留18个月,返回需要7个月,一共2年零8个月。为了使在火星上停留的时间最长,从低地球轨道出发的合理时间是2033年4月,返回地球以2035年11月为宜。也就是说,受支援能力的限制,这艘飞船在火星附近有多半时间停留在火星轨道上,即使登陆组在火星表面期间,也不能长时间出舱。如果想停留更长时间,就需要更多的资源和设施,更复杂的生命支持系统和更多补给品、居住空间和能源。

无处发泄

在火星上着陆是每个未来宇航员梦寐以求的时刻。你不光能发表将铭刻史册的演讲,或许还能成为外星生命的第一个发现者。但辉煌之后还有另一面:当你发表演讲时,你已经在一个狭小的金属屋子里和5个室友一起禁锢了半年,出门真的和登天一样难。随后的两年你都没法和朋友、家人说话。你和同伴还注定要经历一些惊险甚至致命的危机。除了你们自己和带去的设备,没有任何其他力量可以求助,每个人的神经都将承受重压。

曾在国际空间站连续度过6个月的宇航员卡尔·沃尔兹有资格想象载人火星任务巨大的心理压力,他说:“远离地球将使你有强烈的隔离感,看不到地球的影响是巨大的。在我们真正远离地球之前,没人说得出那种影响。”

NASA计划的载人火星任务是2020年后,需要4到6个月的飞行,在火星及附近停留18个月后返回,这将是人类迄今时间最长的太空任务。建造一艘能完成这段旅程的飞船已经相当艰巨,使宇航员健康地完成使命更加复杂,但心理也是最大的挑战之一。

NASA对宇航员心理问题的后果已经有所领教。1973年,几名宇航员在“天空实验室”空间站上执行3个月的任务。因为感到工作过重,又得不到支援,他们罢工了整整一天,经过激烈的争吵才消除误会。如果发生在危机期间,这种冲突可能是灾难性的。

为了保证未来的火星任务不会毁在个人脾气上,加州大学的精神病学家尼克·卡纳斯和他的小组过去10年来一直在研究人在太空中的行为。他的研究对象包括在已报废的俄罗斯“和平号”空间站和现在的国际空间站上长期工作的宇航员,还有近130名美国和俄罗斯地面任务控制员。

国际空间站至今已连续5.5年有人居住,经过对宇航员和地面控制员每周进行的心理测试,卡纳斯发现:在地面人员的支持下,在南极科考队中发现的每次任务时间过半后情绪下降的现象并未出现。但宇航员有时感到紧张和压力,会认为地面支持不力,并找人撒气。卡纳斯说:随着任务大大加长,出现焦虑与压抑并导致心理疾病的风险还是很大。历史上俄罗斯已经有一次太空任务因一名宇航员出现焦虑引起的心悸而终止。

设想中的首次载人火星任务可能由6人组成,包括飞行员、工程师、生物学家、地质学家、物理学家和医生。澳大利亚国立大学的心理学家雷恰尔·埃金斯从2002年起就在研究这些乘员组成问题。他们在美国和澳大利亚火星协会建造的火星模拟站中观察志愿者。这些模拟站设在美国犹他州沙漠中和南澳大利亚内陆,每个站的核心是一个直径8米的圆柱形居住舱。志愿者主要是科学家和工程师,一般每4到6人在舱内居住两到三周。他们的生活完全模拟火星,穿着模拟航天服,测试勘探机器人,采集岩石样本,还向模拟的“任务控制中心”提交报告。

通过问卷调查,埃金斯发现人们总是喜欢结成小圈子,往往把自己置于任务之上。得克萨斯大学的谢里·毕肖普对完全由男性和女性组成的宇航员小组分别进行了研究,发现男性在“一致性”和“尽责性”上得分较低,个人主义性格要重得多。这是否意味着火星先驱者应该多派女性?

未知风险

5月31日,美国北达科他大学太空研究系学生法比奥·苏奥第一个试穿了火星航天服。月球的引力为地球的1/6,因而在地球上重122.6公斤的“阿波罗”航天服在月球上重18到23公斤。火星的引力是地球的38%左右,需要重新设计航天服,美国的这套设计总重约23公斤,在火星上只重7公斤左右。

不过,航天服恐怕还不是当务之急。虽然载人航天已有半个世纪,人类对长期太空辐射对宇航员的危险还是众说纷纭。有人认为火星任务的宇宙辐射剂量完全在现有经验范围内,但“阿波罗8号”宇航员、核工程师比尔·安德斯认为:美国严重低估或忽视了高能辐射的风险。他:“如果宇航员在途中被烤焦了,到了火星又有什么意义?”

长期太空辐射将怎样影响人体,将是当前人类最复杂的风险分析之一。NASA项目科学家沃尔特·施墨林认为:“我们不知道3年的火星之旅中,宇航员受到的辐射是相当于他在家里抽烟3年,还是30年。”NASA约翰逊航天中心的太空辐射健康项目的弗兰克·库奇诺塔说:不了解这些信息,就无法派宇航员开展行星际的长期任务。

美国职业安全与健康局将宇航员列为辐射工作人员。现行的法律规定:包括宇航员在内的核环境工作人员整个职业生涯中所受的辐射不得超过国家辐射保护与测量委员会规定的5000毫雷姆。2002年,已参加过4次共计1040小时航天飞行的宇航员唐·托马斯被NASA从国际空间站第6乘员组删除,因为这次长期任务将使他的辐射量超过限额。负责监督宇航员辐射水平的弗兰克·库奇诺塔经常将航天飞机宇航员的辐射监测牌相互比较,如果有人的剂量特别低,他很可能是故意将辐射监测牌藏在机上能屏蔽辐射的角落里了。

库奇诺塔的计算认为:假设宇航员乘一艘铝制飞船执行1000天的火星任务,即使铝制飞船屏蔽掉了约一半的宇宙射线,宇航员增加的癌症风险也有1%到19%。如果以最大风险考虑,加上宇航员本来20%的癌症风险,风险立即增加到39%。在最好的情况下,一次660到1000天的火星任务就会使一名40岁的宇航员超过辐射剂量限额。

辐射会使火星之旅可望而不可即吗?很难说。不过人们对风险的理解也不一样。曾4次乘航天飞机飞行的老宇航员汤姆·琼斯说:“如果现在告诉我,因为去了火星,30年以后会得癌症,这算不了什么。因为乘火箭去那里本来就充满了危险。”

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