移民火星至少需要一百年

本報記者 付毅飛

心懷火星夢的SpaceX老板埃隆·馬斯克，日前提出了龐大的“火星移民”計劃，并介紹了火星火箭“BFR”。馬斯克為人所熟知的是他造的交通運輸工具，從地上跑的特斯拉電動車，到往返天地間的獵鷹九號火箭，兩者都很成功。但航天專家龐之浩認為，BFR項目“很邪乎”。

根據馬斯克的介紹，BFR是高逾百米、直徑9米，能重復使用的龐然大物。其采用船箭一體形式，通過發射后進行多次在軌加注的方式，能將150噸重的載荷運到近地軌道，或是一次將100人送至火星。

多次在軌加注成本是個問題

龐之浩向科技日報記者介紹，載人前往火星要面臨一系列問題，首當其沖的是運載能力。他說，當年登月的阿波羅飛船，重量將近50噸，要靠重型火箭發射到地月轉移軌道，速度還要達到每秒10.9公里。要去火星，火箭運載能力要更強，而且進入地火轉移軌道的速度也要更快，要達到每秒11.2公里的第二宇宙速度。

要解決這個問題有幾種方法，除了提升火箭能力，還可以將載荷分批發射，在近地軌道上對接后飛往火星。或是在月面或月球軌道建立基地，作為前往火星的中轉站。“但馬斯克的方案比較邪乎。”龐之浩說，多次在軌加注的方案比較新穎，但能否實現，經濟上是否合算，都是問題。

中國航天科工二院二部研究員楊宇光表示，BFR其實是馬斯克去年提出星際運輸系統的“縮小版”，火箭裝配的引擎由42個減至31個，箭身直徑由11米減至9米。方案還會不會變很難說，能不能研制出來也難說。對于多次加注的方案，他認為在技術上可以實現，但成本低不了。

防輻射技術還有待突破

龐之浩說，當年美國航天飛機窮盡所能，只能帶7個人。“SpaceX一艘載人飛船都沒發射過，一上來就要裝100人，太邪乎。”

即使運載能力得到解決，人類飛往火星的旅途中還要經受一系列考驗。龐之浩表示，火星離地球最近時也有5500萬公里，單程要花費七八個月時間。如此長時間飛行，對于航天員來說，要面臨長期失重造成的肌肉萎縮、骨質脫鈣等風險，更有可能出現心理問題。生理問題可以通過鍛煉、吃藥解決，心理問題則比較棘手。

為避免航天員感到孤獨或心生抑郁，國際上通常把火星乘組人數設為偶數，一般是4人或6人，并需要通過嚴格的心理測試。馬斯克的百人運送計劃若能實現，是否能解決該問題目前不得而知。

最有效的解決途徑當然是縮短飛行時間。龐之浩說，目前科學家提出的種種設想，如電磁發動機、曲率引擎等，離工程應用都遙遙無期。可以預見的是核動力飛船，它有望將8個月的旅程縮至2個月，但其輻射對航天員的影響，相當于每天做8次X光檢查。

即使飛船不使用核動力，航天員在前往火星途中也會受到空間輻射的威脅。中科院國家天文臺行星科學家鄭永春介紹，危害健康的輻射粒子主要有兩類，一是太陽耀斑和日冕物質拋射時產生的太陽高能粒子，通常是指能量為數百兆電子伏特的質子，其能量比銀河宇宙射線低得多，持續時間較短，利用飛船外殼可以進行有效防護；二是劑量較低但長期存在的銀河宇宙射線，能量高、穿透性強，普通飛船外殼基本無法阻止，即使是30厘米厚的鋁板，防護效果也極為有限。

研究人員為此絞盡腦汁。龐之浩介紹，有人提出人造磁場、往飛船艙壁注水，甚至在飛船上涂抹糞便來對抗輻射。他比較看好的解決方案是目前正在研制的新型防輻射服，但該技術還有待突破。

火星移民目前看來像“科幻”

馬斯克宣稱，BFR飛船只負責往火星運輸，但既然是“移民”，去了總得有地方住下才行。龐之浩說，在火星建立基地，必須解決能源問題。對此美國提出方案，要通過貨運飛船往火星運一個小型核電站。同時還要有閉合度極高的生命保障系統。最近有歐洲科學家表示，通過等離子技術有望將火星上的二氧化碳轉換成氧氣。我國也開展過“綠航星際”“月宮一號”等試驗，力求通過生物的閉合循環實現自給自足。此外，要在火星上建設、改造并長期生活，不能什么都靠從地球上運，就地取材、生產十分重要。空間3D打印技術的發展，有望使這個問題得到解決。

盡管相關技術在不斷發展，但龐之浩表示，人類要真正移民火星，將其改造為能夠居住的家園，最樂觀的估計也得一百年以后，甚至需要幾百年時間。馬斯克的計劃，目前看來更像是“科幻”。

[責任編輯：楊凡、張弛]

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