7月23日，長征五號遙四運(yùn)載火箭在海南文昌發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過2000多秒的飛行后，成功將中國首次火星探測任務(wù)天問一號檢測器送入預(yù)定軌道，正式開啟了火星探測之旅。
為何人類競相探索火星？《火星救援中》，馬克·沃特在火星中的生活，能否真的實(shí)現(xiàn)？這一系列的問題，隨著人類對火星的進(jìn)一步探索，或?qū)⒁灰唤忾_。
就在幾天前，7月19日，鈦媒體聯(lián)合百家號推出的《宇宙生活指南》第二期，邀請到了火星學(xué)會(huì)創(chuàng)始人羅伯特·祖柏林博士（Dr. Robert Zubrin）就星際移民的話題帶來分享。本次直播也是鈦媒體T-EDGE-X全球連線科技月的線上直播活動(dòng)之一。
祖柏林博士是美國著名的航天工程師，曾任洛克希德· 馬丁航天公司高級工程師，于1998年成立了火星學(xué)會(huì)，長期致力于促進(jìn)人類探索和移居火星。他的科普著作《趕往火星·紅色星球定居計(jì)劃》（The Case For Mars——The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must）中，關(guān)于原位燃料制造的建議深遠(yuǎn)的影響了目前NASA和SpaceX的計(jì)劃，甚至被稱為埃隆·馬斯克的“老師”。
美國火星協(xié)會(huì)創(chuàng)始人羅伯特·祖柏林博士和SpaceX創(chuàng)始人埃隆·馬斯克
眾所周知，在移民火星之前，作為地球人的我們，首先要保證能在外星球生存。在直播當(dāng)天，曾獲得“國際宇航科學(xué)院2009年度宇航生命科學(xué)獎(jiǎng)”的國際宇航科學(xué)院院士莊逢源，帶來《人類作為地球動(dòng)物，如何在外太空生存？》主題演講，為觀眾解開在外太空及火星生存的謎底。
另外，想要長期在外星球生存，能源問題至關(guān)重要。外星有哪些資源能供我們利用？地球上已有且能實(shí)現(xiàn)廣泛開采的資源，正處于消耗日趨增長的階段，而面對不可再生能源的枯竭，太空采礦或許是未來的解決方式之一。起源太空聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席運(yùn)營官，小行星及隕石成分分析專家喻天弘博士也針對這個(gè)看似前景無限的“太空淘金夢”進(jìn)行他自己的闡述。
從廣義上來說，人類移民到其他星球，并不是因?yàn)榈厍蛉丝诒ǖ仍?，而是人類天性中就帶有一種探索精神，這種精神鼓勵(lì)人類掙脫地球的引力，去往更大的世界。
那么，哪些行星適宜人類居住呢？
國際宇航科學(xué)院院士莊逢源在演講中表示，首先行星不能離恒星太近，導(dǎo)致行星上面的水分完全蒸發(fā)掉，其次也不能離太陽過遠(yuǎn)，太寒冷也不適宜人類生存。
國際宇航科學(xué)院院士莊逢源
幸運(yùn)的是，地球處于太陽的宜居帶中心位置，在宜居帶兩側(cè)，一個(gè)是金星，一個(gè)就是火星。其中，金星遍布濃密的大氣，有很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，地面溫度達(dá)到400多度，并不適合人類居住。
火星則不一樣，人類很早就對火星開始了探索。“1971年通過探路者號，發(fā)現(xiàn)了火星表面有很多河床，到了2001年檢測到了火星上存在水，而且含量不低。尤其是在南極和北極，差不多在三十七八度的維度中間，仍舊有大量的水存在。”莊逢源表示。
美國火星協(xié)會(huì)創(chuàng)始人羅伯特·祖柏林博士在連線中也表示，火星是離人類最近的星球，它支持生命所需的所有資源，“火星有地下湖泊，有冰川，也有氫氧碳氮等生命元素” ，因此有可能形成科技文明。
美國火星協(xié)會(huì)創(chuàng)始人羅伯特·祖柏林博士
然而，在人類探索火星的過程中，不可避免會(huì)遭遇到挑戰(zhàn)。
莊逢源表示，太空環(huán)境跟地球環(huán)境有很大的不同，人類要重視并加以防范。首先就是太空輻射問題，包括宇宙射線、太陽粒子事件所產(chǎn)生的輻射等，對人類細(xì)胞產(chǎn)生極大殺傷力；其次人類長期處在太空環(huán)境低重力的狀態(tài)下，會(huì)造成肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松以及免疫功能的下降，對人類健康造成巨大威脅。
“在微重力環(huán)境下，人類的骨骼肌尤其是承重肌將發(fā)生萎縮，隨后骨質(zhì)也發(fā)生收縮，大概每個(gè)月會(huì)損失1%-1.5%的骨量。假若說一位40歲的航天員要到火星上，按照200天的航行時(shí)間來算，達(dá)到火星的時(shí)候，他的骨質(zhì)疏松程度就和80歲的老人差不多了。”莊逢源認(rèn)為，未來要在火星飛行器上裝很多的鍛煉設(shè)備，讓宇航員保持肌肉不至于萎縮，這樣也能保持正常免疫功能。
同時(shí)，在到達(dá)火星表面之后，人類還要面對極端環(huán)境帶來的生存問題。
莊逢源對此解釋道，火星上的氣壓只有0.6%，且平均溫度大概在零下40多度，即使是在赤道，白天最高溫度也只有零上15度，所以人類需要建立一個(gè)密閉的生物再生系統(tǒng)，將氣壓加到正常水平，通過溫室效應(yīng)來提升它的溫度，保證人類的生存。
“美國在即將發(fā)射的火星車上，就攜帶了類似的裝置?；鹦巧洗嬖诤芏喽趸迹鼘㈦娊馍傻难鯕?，裝在氧氣瓶中，將來人類登陸火星之后，就可以直接使用。”他表示。
另外，食物來源也是一大難題。莊逢源表示，在《火星救援》電影里，主人公種植土豆的方法并不現(xiàn)實(shí)。“由于火星的土壤中含有很多高氯酸化合物，并不適合種植物，人類需要用微生物來改造土壤，再進(jìn)行農(nóng)作物種植。”
《火星救援》主人公在火星上種植土豆
所以，星際移民并沒有想象中那么簡單。
莊逢源認(rèn)為，人類真正實(shí)現(xiàn)星際移民的重要標(biāo)志，就是在另一個(gè)星球上可以繁衍下一代。“但在人類空間站里，到目前為止還沒有誕生過哺乳動(dòng)物，更何況火星重力只有地球的38%，在這樣的環(huán)境下，寶寶的骨骼生長究竟如何，能否保證健康成長，都是值得探討的科研話題。”
只有徹底解決了上述問題，人類才有可能真正實(shí)現(xiàn)移民火星，但這一過程注定是漫長的。
1964年，天體物理學(xué)家卡達(dá)謝夫提出了“卡達(dá)謝夫標(biāo)度”，作為衡量高度進(jìn)化文明的技術(shù)水平的方法，其意義在于，它從宇宙的角度來考量整個(gè)文明的能源消耗量。——可以把所在的宿主行星所有的能量資源都利用上，就達(dá)到了文明1.0；進(jìn)一步擴(kuò)展到所在的恒星系，就進(jìn)入了2.0文明時(shí)代，能夠利用整個(gè)銀河系的能源資源，則達(dá)到了3.0文明時(shí)代。
天體物理學(xué)博士喻天弘在此次演講中表示，目前人類僅僅處于0.7文明的階段，雖然地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)活在搖籃里。
天體物理學(xué)博士喻天弘
沖出搖籃的第一步，就是要實(shí)現(xiàn)星際移民，但地球上的石油、天然氣、煤炭等都是不可再生資源，早晚會(huì)有枯竭的一天，人類如何有效利用太空資源來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，正成為科學(xué)界的熱門話題。
他在演講中分享了一張?zhí)栂档氖疽鈭D，可以看到里面有很多小行星，包括地球、火星等，其中綠色部分是人類已知的小行星，外面一圈還有白色亮光部分，這是人類新發(fā)現(xiàn)的小行星。“事實(shí)上，隨著科技進(jìn)步，截至2015年人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大約68萬顆小行星，而望遠(yuǎn)鏡能夠看到的已經(jīng)接近100萬顆了。”
小行星示意圖
在這些小行星中，哪些可以被人類所開發(fā)和利用？喻天弘認(rèn)為，離地球很近的小行星，即近地小行星可以成為“候選者”。
他進(jìn)一步說道，“這些小行星上，有很多已知的常規(guī)元素，比如氫氧，也有鎳鐵等貴金屬物質(zhì)，人類也可以用高精尖的儀器去精準(zhǔn)測量其成分。日本有一個(gè)叫隼鳥二號的探測器，曾探測過龍宮小行星，它上面除了碳鈷鐵鎳還有水，專家判斷這個(gè)直徑大于1000米的小行星，價(jià)值約為800億美金。”
探測只是第一步，把這些資源帶回來加以利用才是重中之重。
喻天弘表示，行星上的資源，更有價(jià)值的是在軌利用，將小行星上的物質(zhì)進(jìn)行在軌冶煉及分解，從而獲得需要的資源。他透露道，日本的隼鳥二號探測器將在今年12月6號從小行星上攜帶樣本物質(zhì)返回地球，科學(xué)家將對其進(jìn)行研究。
同時(shí)，他也在演講中提到利用行星資源，來對火星土壤進(jìn)行改造。“一些小行星上有很豐富的氮磷鉀這種有機(jī)肥料，可以把這種資源帶到火星上種植所需的植物，這對未來的星際移民很有必要。”
據(jù)了解，在太空資源開發(fā)戰(zhàn)略上，國際社會(huì)已經(jīng)展開了競爭。目前，包括美國、盧森堡、阿聯(lián)酋等國家在內(nèi)，均公布了相應(yīng)的法案，中國也在積極推進(jìn)中。可以預(yù)見的是，未來不止是政府參與，眾多商業(yè)巨頭也將加入這一賽道，深度挖掘這一市場價(jià)值。
移居火星無疑是人類離太空最近的一個(gè)夢想，代表了人類文明的不斷進(jìn)步，但一定是循序漸進(jìn)式的，不可一蹴而就。
在第二期直播的圓桌論壇中，莊逢源分享了他的看法，他認(rèn)為人類在星際移民之前還有很多工作要做，比如哺乳動(dòng)物在外太空條件下的生殖研究，包括胚胎生物的研究，同時(shí)也牽扯到很多倫理問題。他再次強(qiáng)調(diào)：“星際移民的標(biāo)準(zhǔn)，是能夠有下一代在另外一個(gè)行星上誕生。”
喻天弘則認(rèn)為，真正大規(guī)模的移民，還是要有相應(yīng)的商業(yè)價(jià)值，或者是社會(huì)價(jià)值?；鹦巧嫌懈玫墓ぷ?、更好的發(fā)展機(jī)會(huì)，更宜居的環(huán)境，人類才有可能真正實(shí)現(xiàn)移民。
不過，他也承認(rèn)技術(shù)的變革加速了這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)：“前陣子，Space X的龍飛船運(yùn)載了兩位宇航員，它的技術(shù)提升使得瞬時(shí)重力加速度沒有以前那么大了，這意味著人類進(jìn)入太空的門檻越來越低了。”他認(rèn)為，如果不出意外，未來40年內(nèi)人類就可實(shí)現(xiàn)火星移民。
圓桌會(huì)議，從左至右：火星學(xué)會(huì)中國區(qū)負(fù)責(zé)人崔婷婷、國際宇航科學(xué)院院士莊逢源、天體物理學(xué)博士喻天弘、達(dá)爾文細(xì)胞生物集團(tuán)董事長程巍
同時(shí)，他認(rèn)為火星是星際移民最合適的一個(gè)橋頭堡，人類先建立火星基地，利用火星的資源才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模移民，包括帶著燃料去太陽系邊界，也都是走一步用一步，但火星肯定是人類利用太空資源的第一步。
羅伯特·祖柏林博士在連線中說，這將是一個(gè)廣泛的國際努力。“現(xiàn)在，它可能不會(huì)像美國、歐洲、俄羅斯和日本那樣正式聯(lián)合起來建立我們的空間站。可能會(huì)有一些聯(lián)合項(xiàng)目的性質(zhì)，但總的來說，這將是更多的復(fù)雜但有趣的事情。國家之間的競爭，公司之間的競爭，都是在進(jìn)行一場創(chuàng)業(yè)的太空革命。”他表示，在他的新書《The case for space》中也談到了這個(gè)問題。
達(dá)爾文細(xì)胞生物集團(tuán)董事長程巍，在論壇中也對火星移民充滿了期待。他認(rèn)為，從熱力學(xué)第二定律來看，人類必然要建造一個(gè)耗散結(jié)構(gòu)，從其他地方拿到更多的能量，來維持自身發(fā)展，所以移民火星是早晚的事。在火星移民的過程中，人類還需要解決繁衍、糧食等問題，同時(shí)讓人類壽命更長、更強(qiáng)壯、更智慧。
達(dá)爾文細(xì)胞生物集團(tuán)董事長程巍
“我認(rèn)為在2035年甚至之前，就可以實(shí)現(xiàn)火星移民，但整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生命系統(tǒng)的建設(shè)還需要一些時(shí)間，可能要到2080年才能搞定。”
當(dāng)被問及人類是否會(huì)探索太陽系以外的空間時(shí)，程巍表示這種舉動(dòng)非常危險(xiǎn)：“假設(shè)有另外一個(gè)智慧文明，比人類早發(fā)展1萬年，如果人類被觀測到那后果將不堪設(shè)想，事實(shí)上我也不贊成發(fā)射太多探測器，盡量不要被發(fā)現(xiàn)的好。”
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