人類真正登火星至少須等20年 宇航員後代或致畸

　　美國宇航局此前宣佈，計劃2011年發射下一代大型火星車——火星科學實驗室。這是火星科學實驗室的效果圖。(資料圖片)

2月14日，人類首次“登陸火星表面”飛行器模擬圖。

人類首次模擬登陸火星的6名志願者。

2月14日，人類首次“登陸火星表面”模擬圖。

　　2月18日，中國王躍首次登陸“火星表面”，他也是首批登陸“火星”的人類。莫斯科當地時間2月14日，人類首次“登陸火星表面”，將中國國旗、俄羅斯國旗和歐洲空間局旗幟插上“火星”。這一天，距他們搭乘飛船“離開”地球250多天。

　　只不過，這一切都是一場模擬試驗，他們登上的“火星表面”在莫斯科郊外的一個試驗艙裏，這是人類首次模擬登陸火星。這一切，都是為人類真正登陸火星所作的最重要的準備之一；這些登陸“火星”表面的人，無疑是人類探索火星的偉大“先驅者”。

　　不過，人類要想真正登陸火星，仍然存在諸多方面巨大的考驗和挑戰。在志願者們模擬登陸火星表面後，還要等上至少數十年，人類才有望真正登陸火星。

　　文字：蔣林、黨建軍

　　最新現狀

　　“火星500”：

　　首次模擬登陸火星

　　本報訊 近日的模擬登陸火星，是人類首次模擬火星載人計劃“火星500”的一個階段。在這項持續500多天的試驗中，登陸“火星表面”或許最引人關注，但其所佔時間卻最短暫，絕大部分的時間都用在了從地球飛往火星以及從火星飛往地球的途中。

　　“往返火星”520天

　　“火星500”是由俄羅斯組織、歐洲空間局和中國等多國參與的一項國際大型試驗項目，整個試驗在莫斯科郊外的一個全封閉試驗艙裏進行，6名來自俄羅斯、中國、法國和意大利的志願者在這裡模擬火星往返飛行。

　　2010年6月3日，他們走進試驗艙，踏上飛往“火星”的征途，在大約250天后飛抵“火星”；隨後，6人將2人一組，分三批陸續登陸“火星”表面，在“火星表面”停留30天時間；之後，他們將踏上返回地球的回家之路，這又需要花費大約240天時間。整個火星往返行程共約520天，這也是人類載人航天飛船往返火星實際需要的時間。也正是由於全部試驗過程持續500多天，這項試驗被稱為“火星500”。

　　“火星500”的試驗是在多年準備後才展開的。此前，曾先後進行了““火星14”和火星105”試驗。這兩次試驗是“火星500”的預備性試驗。

　　真實挑戰更危險

　　在500多天裏，6名志願者在一個總體積約550立方米的試驗艙生活。試驗艙裏有單人臥室，有廚房和餐廳，有起居室、衛生間，有健身房、浴室；志願者每天8小時工作，8小時休閒，8小時睡眠，正常情況下，一週可休息兩天。這聽起來和日常生活沒有什麼區別。但要知道，他們需要在狹窄的試驗艙裏度過近一年半的時間。

　　在如此之長的時間裏，他們的食物以脫水食品和罐頭食品為主，偶爾才有蔬菜。在往返火星途中，沒有補給站，在火星上也沒有補給品。

　　在500多天中，他們看不到日出日落，生物鐘極有可能陷入紊亂，所謂8小時工作、8小時休閒、8小時睡眠的安排可能會成為一種難以實現的奢望。期間，他們不能抽煙，不能喝酒，不能上網，不能看電視。即使與地面的通訊聯絡，也要忍受長達20分鐘的模擬遲滯。

　　對於所有人來説，這些都是充滿危險的挑戰。但在真正的火星旅程中，人類所面臨的挑戰只會比這些更危險、更複雜、更難以預料。至少，試驗可因技術原因或志願者身體不佳而中斷；每名志願者都有中途退出的權利。但真正的火星旅途中，一旦上路，就無法中斷行程，也無法中途退出。

　　挑戰極限

　　登陸火星宇航員面臨全面考驗

　　本報訊 除了技術方面的巨大困難外，還有許多難題等待著科學家們解決，其中最重要的則是漫長旅程、失重環境對人的身體、心理等方面的全方位考驗。

　　迄今為止，人類在太空的最長滯留時間為438天。但火星之旅所需時間超出這一紀錄，人類還將面臨諸多未知的危險與考驗。

　　身體全方位受損

　　太空對人體的挑戰主要有失重和輻射。近地軌道飛行實驗表明，長期飛行對人的心血管系統、骨骼肌肉系統都有很大影響。特別是肌肉萎縮和骨丟失高達20%以上。由於人類往返火星，要經歷失重、超重、低重力等多種重力環境，必然要飽受重力變化之苦。

　　失重的影響是全方位的。肌肉、骨骼、內臟功能、免疫系統，都會受到嚴重的影響，由此帶來的肌肉萎縮、骨質疏鬆的問題很難對付。2010年，美國科學家以9名美俄宇航員為研究對象，發現上過太空的40歲宇航員的身體狀況和80歲老人差不多。

　　後代可能致畸

　　每一次進入宇宙空間，人類都有遭遇太空輻射的危險，所要面對的輻射遠遠超出了地球上，雖然有飛行器、航天服和藥物進行防護。

　　雖然還沒有發現宇航員得癌症，但超越地球人承受能力的輻射量會增加患癌症的幾率。而且，超常的輻射還帶來基因突變和後代致畸的可能。

　　德國埃森—杜伊斯堡大學基因學家的研究報告説，即使是在距離地球表面500公里的低軌道上，宇宙射線也會損傷宇航員的染色體。一般情況下，染色體發生變異的細胞比例從1%上升到大約1.5%時，患癌症的風險就顯著增加。

　　因此，有人建議，宇航員要提前貯存精液。

　　孤單感嚴重

　　漫長的旅途中，航天員還將面臨可怕的心理挑戰。航天員長期遠離地球家園，身處狹小密閉的太空船內，由此帶來嚴重的孤獨感。

　　歷史上有過類似教訓。2007年，美國“發現號”宇航員莉薩諾瓦克因企圖謀殺情敵被捕。而早在1999年的一次試驗中，兩名俄羅斯宇航員因不堪沉重的精神壓力而發生激烈的爭鬥，導致試驗中止。

　　2008年，美國研究人員研製新電腦程序，可模倣真人，為宇航員提供心理指導。利用這一程序，宇航員還能扮演虛擬角色，甚至閱讀心理書籍，從而學習如何解決糾紛。

　　生病需要自療

　　一般來説，能進太空的宇航員都是身體素質相當好的，在進入太空前也進行過嚴格的檢查。但飛行途中宇航員突然生病了怎麼辦？比如得了闌尾炎怎麼辦？

　　在飛往火星的途中，他們必須自己設法解決一些常見疾病問題。所以，在這次“火星500”試驗中，就有專門的醫療艙，要求志願者具有較高的自主性。

　　應對“性饑渴”

　　對於那些正值壯年的宇航員來説，如何緩解“性饑渴”無疑也是一項棘手的問題。

　　美國國家航天局複雜醫學和健康問題的首席科學家理查德威廉博士指出，應當建立一套特殊的道德機制應對這些“困難”。

　　賓夕法尼亞大學生物學教授波爾沃普也曾指出，可以通過組建由男女宇航員參加的探險隊來解決長途旅行中可能面臨的性問題。

　　核心難題

　　運載火箭：

　　火星探測第一關口

　　本報訊 “火星500”模擬了人類飛往火星的許多條件，但仍有一些情況無法模擬，其中最重要的就是將人類送往火星的運載火箭和飛船。

　　登陸火星：

　　“航天器的墳墓”

　　早在上世紀60年代，人類就已實現登月夢想，但登陸火星並非登陸月球的擴大版。月球距離地球38萬公里，以人類現有航天運載能力，5～10天即可從地球飛抵月球表面。與此相比，登陸火星的難度多出很多倍。

　　從1960年前蘇聯發射“火星1號”探測器，開啟人類探測火星的歷史以來，至 2008年底，包括俄美在內的多國先後發射了39個火星探測器，成功率僅為46%。也正因為成功率如此之低，火星才被航天界稱為“航天器的墳墓”，這足以顯示探測火星所蘊藏的巨大挑戰和危險。

　　即使對美俄這樣擁有火星探測經驗、航天實力領先世界的國家來説，登陸火星依然是一個近期無法實現的目標，將航天員送上火星表面也是2030年之後的事情。

　　火星之旅：

　　火箭大是關鍵因素

　　火星和地球一樣，繞太陽飛行，運行軌道為橢圓形，距地球最近時也有約5千萬公里，最遠時則超過4億公里，按照人類現有運載火箭的速度，火星之旅的往返需18個月～36個月。

　　而“火星500”計劃的520天時間顯然選擇了最短、也是最理想化的行程。但實際上，火星之旅真實所需要的時間極有可能達到700多天。

　　從520天到700天，行程的大幅增加意味著難度的大幅提升，必然大大增加飛船的重量，而在飛往火星的路上，每一克增加的重量都需要火箭多攜帶一份燃料，需要更為強大的運載火箭作為支撐。

　　火星之旅需要闖過的第一道關口，正是運送人類往返地球和火星之間的運載火箭。它不僅要足夠大，可以攜帶足夠的燃料，産生足夠強大的動力，可以將人類送往遙遠的火星，並將他們帶回地球。

　　火箭研製：

　　美俄“如火如荼”

　　目前，能將探測器送上火星的運載火箭，還不足以將人類送上火星。可以説，新型運載火箭已經成為人類登陸火星的最關鍵的技術難題之一。

　　2011年1月，俄羅斯赫魯尼切夫國家宇航科研生産中心表示，正研發一種新型超重型運載火箭，計劃2013年首次試射，2037年向火星發射載人飛船。

　　2010年10月，美國宇航局披露了“百年星艦”計劃，計劃開發全新的運載火箭將人類送往火星。

　　當然，即便如此，美國的這一全新運載火箭仍然不夠強大，也還只能將人類送上火星，卻無力將人類帶回地球，只能寄望于登上火星的首批人類在火星建立生活基地。

　　各國競爭

　　各國探索火星計劃

　　美國：研發“單程火星之旅”

　　與月球一樣，火星一直是美國太空探測的重點目標之一。2010年4月15日，奧巴馬公佈美國的新太空探索計劃，放棄旨在重返月球的“星座計劃”，將火星作為美國載人航天計劃的目的地。

　　為此，美國宇航局于去年10月宣佈一項大膽的計劃——單程火星之旅，派遣宇航員登上火星並永遠定居在那裏。這項計劃被命名為“百年星艦”，共需100億美元的資金投入。

　　據美國媒體報道，截至今年1月止，已有500人報名願意充當首批有去無回的“火星移民”。

　　俄羅斯：

　　20年內準備飛火星

　　本次“火星－500”實驗的發起國之一就是俄羅斯。本月14日，俄羅斯聯邦航天署副署長達維多夫在觀摩“火星－500”項目志願者模擬登陸“火星”時説，人類有望在20年內做好飛往火星的準備。

　　早在20世紀60年代，前蘇聯就制定了一系列飛向火星的計劃，設計了各種飛往火星的飛船，但最後因發射火星飛船的火箭發射失敗而終止。

　　2010年初，俄羅斯決定將原定於2010年10月升空的“福布斯-土壤”火星探測器的發射時間推遲至2011年。

　　歐洲：擬將其土壤帶回地球

　　2003年6月2日，歐洲航天局發射“火星快車”探測器。這是歐洲聯合研製的第一個火星探測器。2004年1月23日，歐洲航天局興奮地宣佈，“火星快車”不辱使命，確證火星表面存在冰凍水。

　　作為本次“火星500”計劃發起者之一，歐洲航天局于2007年開始制定針對火星的衛星探測器的設計方案，以便能夠順利將火衛一的土壤樣本帶回地球。

　　在歐洲航天部門看來，對火衛一的探測活動將會在今後15~20年內開始實施。

　　中國：將發射首顆探測器

　　近年來，中國加快了太空探索的步伐。本次“火星─500”計劃的參與者中就有唯一的中國志願者王躍。40多個國家的6000多名志願者參與競爭，經過基本條件選拔、醫學選拔、心理選拔、嚴格面試和集中訓練等多輪篩選，王躍最終脫穎而出。

　　此外，中國將在今年發射首顆火星探測衛星“螢火一號”。中國火星探測計劃早在2006年就提出，2007年6月，中俄正式簽署商務合作協議——兩國于2009年10月聯合開展火星探測。

　　新聞鏈結

　　人類為何要登火星？

　　本報訊 火星的價值僅次於月球。通過探索火星，可以使地球人以火星為鏡子，探索地球的“前世今生”，進而更好地保護我們人類所居住的地球免遭毀滅。

　　它是“袖珍地球”

　　火星的直徑約為地球的一半，有稀薄的大氣層，自轉週期為24小時37分22.6秒，僅比地球多半個多小時，也有春夏秋冬之分，因此火星有“袖珍地球”之稱。

　　另外，火星是地球軌道外的行星中離地球最近的一個，其表面面積與地球的陸地面積不相上下。不僅如此，火星探測器已證明火星上有水，這是有利於生命形成的重要因素。

　　富含鐵礦物質

　　火星表面的物質構成也極具開發潛力。火星在夜空中略顯橘紅色，是由於它富含氧化鐵，遍地都是紅色的土壤和岩石。它的鐵含量如此之高，在太空中首屈一指，如果能夠大量從土壤中提取出來，將會把火星變成為一座巨大無比的煉鐵廠，加上它距離地球的特殊位置，足以為地球所用。火星大氣中95%是二氧化碳，如果利用從地球上帶去的少量液氫便可産生大量的氧氣、甲烷和水，不失為一種高效廉價的燃料。