把火星作為“後備”保障人類文明延續
2020年07月27日04:24

原標題:把火星作為“後備”保障人類文明延續

張帆

  近日,針對人類何時能夠踏上火星、人類探索火星的意義和目標、人類是否能夠在火星上生存等熱點話題,記者專訪了北京師範大學天文系副教授張帆。他表示,人類探索火星的終極目標,或許是當有朝一日地球面臨滅絕時,火星上的人類文明能夠作為人類的“遺產”,在宇宙里繼續發揚下去。

  文、圖/廣州日報全媒體記者 武威、張丹

  火星或成人類文明“後備”

  廣州日報:人類探索火星的目標是什麼?

  張帆:這個問題見仁見智,每個人有不同的原因去進行火星探索。探索火星對我們這些普通人有什麼好處呢?其中一個很重要的原因就是有很多線索指明,無論現在還有沒有,但最起碼以前火星上很可能是有生命的。

  如果火星上是有生命的話,人類可以從中學到許多東西。生命相關的化學物質很複雜,如DNA雖是一個單獨的分子,卻是由幾百億、幾千億的原子組成,所以要從實驗室里從0開始把DNA完全地做出來是很難的。換句話說,我們現階段是沒有能力創造出生命來的。所以我們所做的生物醫藥只能夠去改造現有的生命體。

  而如果能夠在火星上發現一個跟我們地球完全不同的生命體的話,生物醫藥等於是新開了一個領域,將來可能也會有很多後續的好處。

  人類作為一個物種來講,其實局限在宇宙中非常小的範圍裡面,是非常特殊的一種環境裡面的一個物種。我們對溫度、對輻射、對氣壓,對各種各樣的環境參數要求都非常的高,但凡其中任何一個改變了,人類基本上就滅絕了。人類以現在的形式無限期地存在下去,可能性是微乎其微的。

  所以如果放一個人工智能在火星上面,它能夠自己依賴火星上還算豐富的資源生存,而且能夠自己發展壯大的話,最起碼人類在地球上無論是否面臨滅絕, 走的時候是否把地球也毀了,在火星上的人工智能還可以作為我們人類的“遺產”在宇宙里繼續發揚下去,可以作為一個我們的“後備”,保障人類文明的延續。

  人工光合作用值得研究

  廣州日報:關於移民火星的話題很熱,人類是否能像科幻電影一樣,在火星上製造一個恒溫空間,比如製造一個穹頂,再帶上地球的土壤和種子,讓這個空間逐漸適合人類生存?

  張帆:這應該是可能實現的。火星上可以建造一個小“城市”,人能在“城市”里活著,基本的生存保障設施都有。我個人覺得有一個方向是可以去探討的,就是關於人工光合作用的研究。所謂人工的光合作用,不一定非要直接從裡面合成出來人可以吸收的碳水化合物之類的養分,而是可以去合成一些比較簡單的有機物,再用這些簡單的有機物作為肥料去滋養火星的土地,讓它能夠一點點長出來更複雜的有機物。

  實際上這項技術如果發展好的話,在地球上也是很重要的。因為它是可以把大氣裡面的二氧化碳提取出來凝固在這些有機物裡面,如果能夠大規模地實施,可以變成降低溫室效應的可能途徑。所以我認為這方面的研究是非常值得去做的。

  20年內人類或能上火星

  廣州日報:人類飛行器前往火星要多久?

  張帆:大概是7個月左右。飛行器從地球發出來,並不是直接就衝著火星去了,它走的是在兩個近圓軌道之間,與兩個軌道都相切的橢圓過渡軌道,也就是著名的“霍曼轉移軌道”。這個軌道的好處是節省燃料,但並不是時間最短的;如果換成載人飛行器的話,就可以選其他的軌道,因為普通人如果7個月時間都在飛船裡面待著是會受不了的。還有人類是需要物質補給的,如果飛行時間長了以後,額外需要的補給就多,飛行器的重量會相應增加,因此實際上燃料的消耗也會增加了。

  所以如果是載人的話,前往火星的成本最優化軌道可能還不是霍曼轉移軌道,有可能屆時會選擇時間更短一點的軌道。

  廣州日報:實現火星往返有哪些困難,對飛行器有哪些要求?

  張帆:火星往返是比較困難的。主要在於往回走要怎麼走。因為火星的質量只有地球的1/10,而它表面引力是地球的1/3,是有一定引力的,所以返回得需要足夠的燃料把它給發射出來。

  此外還有一些看法,說未來人類到了火星要想回來,得自己在那邊想辦法製造燃料,不然如果想用飛行器本身帶夠返回所需要的燃料,然後一路從地球上出發開過去,成本是不太合算的。

  廣州日報:實施載人登陸火星需要多久?

  張帆:這個要看各國的意向了。假如要執行一個“自殺式”的任務,把一個人類放到火星上面,而不去管他還回不回來,恐怕現在技術上就可以做得到;如果是正常一點的任務,比如NASA的無人返回任務也要到2030年左右才開始,而它的載人計劃也要往後延很多。我認為在2030~2040年之間,這個時間段內人類踏上火星或許是個相對穩妥的估計。但是實際的情況還得看相關技術的發展了。

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