论文部分内容阅读
今年7月美国阿特兰蒂斯号航天飞机在肯尼迪航天中心着陆，宣告30年的航天飞机项目终结。时隔数月，沉寂一时的太空，忽而又热闹起来。
11月4日，6名来自各国的志愿者“返回地球”，结束了长达520天的火星-500模拟试验，此次模拟“载人往返火星”活动，发出了地球人将亲自前往火星的信号；11月9日，俄“福布斯-土壤”火星探测器升空，我国萤火一号“搭顺风车”，可惜失败；我国的天宫一号与神舟八号两度交会对接成功；美国下一代火星车好奇号的发射准备工作进入最后阶段，或将于11月25日升空……
种种迹象表明，地球上的人类对太空的探索更深入了，对火星的兴趣更浓烈了，虽有坎坷，然而如此发展下去，太空移民在可預见的未来可能实现。比如美国，根据奥巴马政府去年公布的新太空战略，美国将以火星为太空探索的新目的地。到2030年代中期将宇航员运送至火星轨道，甚至登上火星。而一旦地球人在某一星球实现登陆乃至定居，从该星球的视角来看，登陆者岂不就是外星人？假以时日，这些地球人有了后裔，也很有可能造就某某星文化，如果他们常驻某某星球并繁衍后代，那在地球人的视角，也可以称其为外星人。
火星之旅
早在20世纪60年代，地球人就已经登月成功。本世纪初，美国国家航空航天局更是公布了月球旅行指南。其实，被地球引力管着的卫星——月球，绝非人类星际航程的终点。
相对来说，地球人第一个可能实现移民的星球正是火星。作为太阳系八大行星之一，火星相对来说，比其他行星更接近地球，且仅比地球略小，绕太阳运转一周是687天，也就是一个火星年。其自转一周约24小时，周围有大气，两极有白色的极冠，说明有四季变化。所以，火星也被称为“小地球”。
早在2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事后，美国着手准备“后航天飞机时代”。美国国家航空航天局当时出台了“星座计划”，力图研制新的飞船使宇航员重返月球，在月球建立“长期有人驻守基地”，此后登陆火星。然而，奥巴马上台后很快放弃“星座计划”，跳过月球，转而希望在2030年左右直接将宇航员送至火星轨道，甚至登上火星。美国今年5月底披露了研制新式航天器的计划。该航天器以“星座计划”中的“奥赖恩”飞船为基础建造，外形呈锥体，可供4名宇航员在里面生活21天，其安全性是航天飞机的10倍。美国希望，将来可以用它把宇航员送到遥远的太空，最终送往火星。
说是火星这一近邻，其实不近。地球前往火星的路程相当于去月球的900倍，4亿公里漫漫长天，即使一路顺风，以现有的航天飞行器速度，抵达火星也要10个月左右。21天比10个月，美国在研的新型航天器，如无技术突破，显然无法完成让活人飞往火星的任务。这漫漫长路，一路上不确定因素很多，即使是无人飞行。截至本刊发稿，萤火一号随着俄罗斯福布斯火星探测器，因变轨失败，经过两次抢救，最终仍然“牺牲”了。而事实上，萤火一号早些时候就已经推迟两年发射！
萤火一号原计划于2009年10月份发射，因俄方的福布斯探测器主载荷土壤采集器以及火卫一取土和返回模型在稳定性方面出现问题，才推迟至2011年秋季发射。同时俄方表示，推迟发射与中国萤火一号的进度和质量无关。
不早不晚，该计划为什么刚巧推迟两年呢？这是因为每26个月火星才会位于距地球较近的位置。为了减少飞行路程和节约燃料，俄方决定推迟两年来完成这次火星探测计划。
回看历史，1962年11月，苏联发射“火星1号”探测器，揭开火星探测的帷幕。可惜失败。美苏两国相继经历数次失败，直到1964年11月，美国向火星发射“水手4号”(mariner 4)飞船，成功完成任务，从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片。
第一个登陆火星的是苏联1971年发射的“火星3”号着陆舱，虽然其仅发送了20秒钟信号。苏联1973年7月发射的“火星5”号进入火星轨道后，成为火星的人造卫星，并发回首批火星照片；1973年8月发射的“火星6”号，在着陆过程中对火星大气进行了观测，发回了火星大气参数。
40多年来，地球人已经向火星发射了近40个探测器，遗憾的是，所有火星探测活动有三分之二失败。当然，成功的次数正在不断增加，2001年4月，美国成功发射了“奥德赛”火星探测器。2003年6月，欧洲航天局用俄罗斯火箭成功发射了“火星快车”。 2003年6月和7月美国先后发射了“勇气”号和“机遇”号火星车。2005年8月，美国“火星勘测轨道飞行器”升空，于2006年3月进入火星轨道后不久就发回了首批火星照片……
记者从上海航天局获得的消息，我国的火星探测计划与探月工程一样，实施绕、落、回三步走计划，而由上海航天技术研究院主抓的萤火一号，迈出的仅仅是第一步。北京航空航天大学推进理论与工程博士、美国科罗拉多州立大学访问学者谢侃认为，我国的“长征5”火箭大概在2014年第一次发射，届时可以满足我国未来探测火星的需求，发射小载荷的探测器到火星应该是可以的。
火星之住
火星之旅，几番失败，几许成功，仍在摸索。而未来“地球人移民火星如何长期生存”的课题，已经提到了议事议程。俄罗斯牵头组织的火星-500国际大型试验项目，目的就是为地球人移民去做火星人而准备。
中国小伙子王跃作为6名志愿者乘务组人员参与其中。这项多国参与的国际大型试验项目，模拟了从飞船发射、飞向火星、登陆火星到返回地球的全过程。中方参加火星-500项目的责任总师李莹辉说，火星-500试验甚至包括将来人类真正登陆火星所需要克服的生理心理保障和物质保障，了解长期密闭环境下人的身心健康状态及工作能力状况。进入模拟试验舱后，虽然理论上仍身处地球，可一切状态都模拟太空，所有生活用品、人员彻底与外界隔绝。2011年11月4日，6名志愿者结束长达520天的往返火星与地球模拟试验“返回地球”。
对于如何应对未来地球人在火星长期生存，李莹辉说：“从生理上来说，可能免疫力下降；从心理上说，随着任务推进，加上乘组成员的文化背景不同，志愿者可能出现焦虑、紧张情绪等。这些特点都会造成很重的负荷，形成强烈的应激状态。这些都是重点研究的课题。”
火星-500项目中，有不少看似有趣，实则非常有意义的环节，比如通讯时滞模拟测试——对外交流通过一个模拟的控制中心与家人和朋友进行通话。为了模拟真实的活性到地球的状态，与外界的通话也设置了20分钟时滞，一条信息来回就是40分钟。还比如人体节律变化研究。人类在进化过程中形成24小时的太阳节律。到了密闭舱内，人看不到正常的日升日落，生物节律会发生变化。这种节律变化对内分泌有影响，进而影响到整个生理功能。
虽说最乐观的估计，在火星上生成可供地球移民户外运动的氧气，也需要1000年，可美国一个“火星协会”甚至想一蹴而就，让一颗直径2.5公里左右的小行星去撞击火星，撞击产生的巨大能量使火星上的1万亿吨冰融化成水，而小行星撞击后释放的氨气也可以让火星大幅升温。经历40次这样的撞击就可以使火星达到适合人类居住的氧气水平。这真是天晓得的方案。可是，另一种方案是在火星上建几处化工厂，不停地制造四氟化碳，以使得30个地球年内，火星的平均温度升高到27.8℃，水溶化后生成氧气。这项过程预计耗能5000兆瓦，5个核电站就可以满足需求。
移民火星注意事项
1．地球人移民火星后，会出现新的计量换算标准。比如火星的质量约为地球的1/9，东西会变得比地球上轻。火星日历需要改变，地球人使用的是基于地球平太阳时的格里高利历，到了火星需要彻底改革，因为火星一年是687天。
2．地球人移民火星后，注意防寒保暖，火星平均温度和南极差不多；另外，移民火星后地球人要穿增压服，烹饪要用高压锅，因为那里气压太低，要适应沙漠环境和满眼的锈红色。
3．从地球到火星，采用直行轨道，需10个月到达火星，最初的火星移民，将使用未来人类感觉“原始”的航天设备，先向地球轨道发射轨道停泊中转站，之后每26个月开启一次火星发射时间窗口。所以，火星与地球之间的“春运”两个地球年一次。
4.刚去火星，移民住增压着陆舱，依靠人工制氧维持生命。火星大气几乎没有氧气，主要是二氧化碳，且相当稀薄。
11月4日，6名来自各国的志愿者“返回地球”，结束了长达520天的火星-500模拟试验，此次模拟“载人往返火星”活动，发出了地球人将亲自前往火星的信号；11月9日，俄“福布斯-土壤”火星探测器升空，我国萤火一号“搭顺风车”，可惜失败；我国的天宫一号与神舟八号两度交会对接成功；美国下一代火星车好奇号的发射准备工作进入最后阶段，或将于11月25日升空……
种种迹象表明，地球上的人类对太空的探索更深入了，对火星的兴趣更浓烈了，虽有坎坷，然而如此发展下去，太空移民在可預见的未来可能实现。比如美国，根据奥巴马政府去年公布的新太空战略，美国将以火星为太空探索的新目的地。到2030年代中期将宇航员运送至火星轨道，甚至登上火星。而一旦地球人在某一星球实现登陆乃至定居，从该星球的视角来看，登陆者岂不就是外星人？假以时日，这些地球人有了后裔，也很有可能造就某某星文化，如果他们常驻某某星球并繁衍后代，那在地球人的视角，也可以称其为外星人。
火星之旅
早在20世纪60年代，地球人就已经登月成功。本世纪初，美国国家航空航天局更是公布了月球旅行指南。其实，被地球引力管着的卫星——月球，绝非人类星际航程的终点。
相对来说，地球人第一个可能实现移民的星球正是火星。作为太阳系八大行星之一，火星相对来说，比其他行星更接近地球，且仅比地球略小，绕太阳运转一周是687天，也就是一个火星年。其自转一周约24小时，周围有大气，两极有白色的极冠，说明有四季变化。所以，火星也被称为“小地球”。
早在2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事后，美国着手准备“后航天飞机时代”。美国国家航空航天局当时出台了“星座计划”，力图研制新的飞船使宇航员重返月球，在月球建立“长期有人驻守基地”，此后登陆火星。然而，奥巴马上台后很快放弃“星座计划”，跳过月球，转而希望在2030年左右直接将宇航员送至火星轨道，甚至登上火星。美国今年5月底披露了研制新式航天器的计划。该航天器以“星座计划”中的“奥赖恩”飞船为基础建造，外形呈锥体，可供4名宇航员在里面生活21天，其安全性是航天飞机的10倍。美国希望，将来可以用它把宇航员送到遥远的太空，最终送往火星。
说是火星这一近邻，其实不近。地球前往火星的路程相当于去月球的900倍，4亿公里漫漫长天，即使一路顺风，以现有的航天飞行器速度，抵达火星也要10个月左右。21天比10个月，美国在研的新型航天器，如无技术突破，显然无法完成让活人飞往火星的任务。这漫漫长路，一路上不确定因素很多，即使是无人飞行。截至本刊发稿，萤火一号随着俄罗斯福布斯火星探测器，因变轨失败，经过两次抢救，最终仍然“牺牲”了。而事实上，萤火一号早些时候就已经推迟两年发射！
萤火一号原计划于2009年10月份发射，因俄方的福布斯探测器主载荷土壤采集器以及火卫一取土和返回模型在稳定性方面出现问题，才推迟至2011年秋季发射。同时俄方表示，推迟发射与中国萤火一号的进度和质量无关。
不早不晚，该计划为什么刚巧推迟两年呢？这是因为每26个月火星才会位于距地球较近的位置。为了减少飞行路程和节约燃料，俄方决定推迟两年来完成这次火星探测计划。
回看历史，1962年11月，苏联发射“火星1号”探测器，揭开火星探测的帷幕。可惜失败。美苏两国相继经历数次失败，直到1964年11月，美国向火星发射“水手4号”(mariner 4)飞船，成功完成任务，从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片。
第一个登陆火星的是苏联1971年发射的“火星3”号着陆舱，虽然其仅发送了20秒钟信号。苏联1973年7月发射的“火星5”号进入火星轨道后，成为火星的人造卫星，并发回首批火星照片；1973年8月发射的“火星6”号，在着陆过程中对火星大气进行了观测，发回了火星大气参数。
40多年来，地球人已经向火星发射了近40个探测器，遗憾的是，所有火星探测活动有三分之二失败。当然，成功的次数正在不断增加，2001年4月，美国成功发射了“奥德赛”火星探测器。2003年6月，欧洲航天局用俄罗斯火箭成功发射了“火星快车”。 2003年6月和7月美国先后发射了“勇气”号和“机遇”号火星车。2005年8月，美国“火星勘测轨道飞行器”升空，于2006年3月进入火星轨道后不久就发回了首批火星照片……
记者从上海航天局获得的消息，我国的火星探测计划与探月工程一样，实施绕、落、回三步走计划，而由上海航天技术研究院主抓的萤火一号，迈出的仅仅是第一步。北京航空航天大学推进理论与工程博士、美国科罗拉多州立大学访问学者谢侃认为，我国的“长征5”火箭大概在2014年第一次发射，届时可以满足我国未来探测火星的需求，发射小载荷的探测器到火星应该是可以的。
火星之住
火星之旅，几番失败，几许成功，仍在摸索。而未来“地球人移民火星如何长期生存”的课题，已经提到了议事议程。俄罗斯牵头组织的火星-500国际大型试验项目，目的就是为地球人移民去做火星人而准备。
中国小伙子王跃作为6名志愿者乘务组人员参与其中。这项多国参与的国际大型试验项目，模拟了从飞船发射、飞向火星、登陆火星到返回地球的全过程。中方参加火星-500项目的责任总师李莹辉说，火星-500试验甚至包括将来人类真正登陆火星所需要克服的生理心理保障和物质保障，了解长期密闭环境下人的身心健康状态及工作能力状况。进入模拟试验舱后，虽然理论上仍身处地球，可一切状态都模拟太空，所有生活用品、人员彻底与外界隔绝。2011年11月4日，6名志愿者结束长达520天的往返火星与地球模拟试验“返回地球”。
对于如何应对未来地球人在火星长期生存，李莹辉说：“从生理上来说，可能免疫力下降；从心理上说，随着任务推进，加上乘组成员的文化背景不同，志愿者可能出现焦虑、紧张情绪等。这些特点都会造成很重的负荷，形成强烈的应激状态。这些都是重点研究的课题。”
火星-500项目中，有不少看似有趣，实则非常有意义的环节，比如通讯时滞模拟测试——对外交流通过一个模拟的控制中心与家人和朋友进行通话。为了模拟真实的活性到地球的状态，与外界的通话也设置了20分钟时滞，一条信息来回就是40分钟。还比如人体节律变化研究。人类在进化过程中形成24小时的太阳节律。到了密闭舱内，人看不到正常的日升日落，生物节律会发生变化。这种节律变化对内分泌有影响，进而影响到整个生理功能。
虽说最乐观的估计，在火星上生成可供地球移民户外运动的氧气，也需要1000年，可美国一个“火星协会”甚至想一蹴而就，让一颗直径2.5公里左右的小行星去撞击火星，撞击产生的巨大能量使火星上的1万亿吨冰融化成水，而小行星撞击后释放的氨气也可以让火星大幅升温。经历40次这样的撞击就可以使火星达到适合人类居住的氧气水平。这真是天晓得的方案。可是，另一种方案是在火星上建几处化工厂，不停地制造四氟化碳，以使得30个地球年内，火星的平均温度升高到27.8℃，水溶化后生成氧气。这项过程预计耗能5000兆瓦，5个核电站就可以满足需求。
移民火星注意事项
1．地球人移民火星后，会出现新的计量换算标准。比如火星的质量约为地球的1/9，东西会变得比地球上轻。火星日历需要改变，地球人使用的是基于地球平太阳时的格里高利历，到了火星需要彻底改革，因为火星一年是687天。
2．地球人移民火星后，注意防寒保暖，火星平均温度和南极差不多；另外，移民火星后地球人要穿增压服，烹饪要用高压锅，因为那里气压太低，要适应沙漠环境和满眼的锈红色。
3．从地球到火星，采用直行轨道，需10个月到达火星，最初的火星移民，将使用未来人类感觉“原始”的航天设备，先向地球轨道发射轨道停泊中转站，之后每26个月开启一次火星发射时间窗口。所以，火星与地球之间的“春运”两个地球年一次。
4.刚去火星，移民住增压着陆舱，依靠人工制氧维持生命。火星大气几乎没有氧气，主要是二氧化碳，且相当稀薄。