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360行职业生存记系列:人类是怎样一步步把自己送上太空的?

10 月 13 日
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地球是人类的摇篮,人类不能永远生活在篮里

俄罗斯科学家齐奥尔科夫斯基曾说过,“地球是人类的摇篮,但是人类不能永远生活在摇篮里”。所以人类总想要挣脱地球的引力飞出去,并为了这个目标,经历了无数尝试。从探月计划,到发射火星登陆器,人们从没有停下探索宇宙的脚步。与此同时,探索太空也从一项政府科研计划逐渐发展为普通人的一场“说走就走”的旅行。

好奇心引发的太空争霸赛

在美国宇航员阿姆斯特朗(Neil Armstrong)的那一小步之前,人类的太空梦已经做了300多年。

早在17世纪40年代,英国学者约翰·威尔金斯一直在谋划制作一艘木制的太空“战车”,以火药、羽毛翅膀和弹簧为动力,令它飞上月球。他认为在地球上空约32公里外,地心引力和磁场引力逐渐消失,若能越过这32公里,就可以实现登月梦想。这种想法其实是源于对未知领域的一种好奇。有分析称,好奇是创新的源泉,探索未知世界是人类的天性。对浩瀚宇宙、壮丽星空的探索,让人类的好奇心得到充分释放。

从空间上讲,宇宙无边无际,即使小到太阳系,其半径也达10-15万个天文单位。相比宇宙、太阳系而言,地球只是茫茫宇宙中一个暗淡的蓝色圆点。人类数千年来只能用肉眼观察星空,借助望远镜观测宇宙的历史只有400年,利用航天器开展太空探索的时间仅有半个多世纪,迄今为止对宇宙的认识仍然非常有限。因此,人类探索太空的第一个原动力来自探索未知世界和未知领域的冲动,人们渴望了解地球以外的世界,希望探访太空中的各类天体。

20世纪初,齐奥尔科夫斯基就对航天服的结构和工作原理进行了大量的研究,他在《太空旅行》一书中说,人在太空行走是可能的,但必须提供航天服、气闸舱和安全绳索。紧接着,第二次世界大战提升了太空旅行的可能性,前苏联继1957年率先发射全世界第一颗人造地球卫星之后,在1961年把第一位宇航员送上了太空。太空旅行从此变成定义“世界最强帝国” 的条件。由于特殊的时代背景,时任美国总统约翰·肯尼迪(John Kennedy)说:“我们落后了。”于是,八个月后,NASA就诞生了,太空争霸赛也拉开序幕。

肯尼迪的智囊团建议,如果将一个人类送往太空,并送上月球——最好是赶在苏联之前,就可以完完全全打败苏联。于是肯尼迪发表了著名的演讲:“我们决定登月,不是因为那很容易,而是因为那十分困难!”这直接引出了投资在该项目上的天文数字:200亿美元,换算成现在的价值是2,050亿美元。这个项目就是阿波罗登月计划。阿波罗的使命是让一位美国人登上月球,但没有哪一家单位、部门或公司能够单独完成它。在实施过程中,大约有40万人、两万多家公司参与其中,总计耗资239.15亿美元。有人因此认为,资金雄厚是美国领先一步登月的最大因素。

科学家们为此进行了无数次试验和改良,如为减轻负重,宇航员由坐姿改为站立,在着陆方案上,采纳了母船“阿波罗11号”绕月球轨道运行,而登月由较小的“鹰号”完成,等等。但“鹰号”登月舱和现代太空舱相比亦形同玩具。登月任务的主管吉恩·克朗兹说:“如果你用手指狠狠地戳向它的墙壁,说不定能将它戳个洞,因为它的墙壁只有两层铝箔那么厚。”

事实的确如此,在“鹰号”准备飞离月球表面时,发动引擎的电路开关也失灵了。宇航员阿姆斯特朗与奥尔德林和地面控制中心商量着各种解决办法,在一切尝试都无效后,奥尔德林拿起一支旧圆珠笔,将顶端的铜质笔芯卡进了电路中。“上帝啊,引擎启动了。” 奥尔德林说。

时任美国总统尼克松十分担心“阿波罗11号”会以失败告终,他坚持要求事先为他准备一份宇航员遇难的悼词。因此,白宫讲稿撰写人萨菲尔在1969年7月18日写出了感人肺腑的“登月悼词”。但是,美国人最终成功了。

阿波罗号的指令舱驾驶员迈克尔·柯林斯(Michael Collins)曾透过船窗看轮番出现的美丽星球,震动于整个宇宙的无限和博大。他的感慨是哲学式的:“人总是能走多远就走多远,这是很简单的道理。我们将不断开拓新的疆域,不管那里离家乡,多么远。”

寻找另一个家园

然而,随着技术的发展与人类对宇宙日益了解,太空航行不再是某两个国家的特权。同时,用太空航行彰显实力也逐渐演变出了其他目的——寻找另一个家园。《华盛顿日报》曾刊文称,随着人口数量的增长,石油、天然气、金属矿产等地球资源将逐渐枯竭,难以承受人们日益增长的需求。同时,由于人口过多,生存的竞争让许多人变得只顾眼前,无暇再看看壮丽的星空,也无法思考关系人类未来的深远问题。
因此,太空探索的一个重要目的是在太阳系中寻找人类的另一个家园。

在2007年第一次失重体验前的新闻发布会上,英国理论物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)说,与日俱增的自我毁灭风险将最终迫使人类殖民太空。他提出:“我们必须在200年内完成这一举措,否则将面临灭绝的危险。”

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2015年,为了纪念开普勒望远镜观测到大量可能宜居的地外行星,NASA喷气推进实验室发布了一组生活在外星球的海报,包括,金星、火星、谷神星、木星等。

然而,以人们熟悉的距离单位“公里”计算,月球离地球最近时的距离约为35.7万公里,这是人类涉足外太空的最远距离。即使是在太阳系以内,木星离地球最近时的距离为5.88亿公里。相较人类的已知,这都是真正的“天文数字”。对于那些有太空移民梦的人们来说,距离地球5,790万公里的火星才是一个可以承担梦想的目标:它有着与地球相似的节奏,那里的一天比24小时稍长;和地球一样,两极的冰盖冬天增加、夏天减少。著名航空航天工程师、美国“火星学会”的创始人兼主席Robert Zubrin指出:与月球相比,火星富含碳、氮、氢、氧;拥有冰和永冻层——这意味着水;火星的日照强度为种植作物提供了可能;它的大气层虽然稀薄,但足以对作物构成保护;人类有可能通过释放冻结在土壤中的二氧化碳的办法制造温室效应,改变酷寒的气候。

在官方的日程表里,2030年前,美国要将宇航员送上火星。但在许多雄心勃勃的科学家看来,受到技术、资金等问题,这一十分“谨慎”的目标依然可能竹篮打水一场空。尽管困难重重,但美国的科学家们依然为火星探索拟定了路线图。在一份名为《探索之路》的报告里,他们提出了实现载人登陆火星的途径。第一种途径采用“小行星重定向任务-火星”的路线,即用无人航天器把一颗小行星拖至月球轨道,然后用新研制的“航天发射系统”重型火箭和“猎户座”飞船把人送到该小行星,最后在火星着陆。

第二种方式是在月球建立基地,利用月球作为试验和开发目的地,以期进一步完善适合于火星探索的技术,并将其作为探索火星的起点。这一看似更加合理的选择并没有得到太多支持。NASA的一些专家认为,在没有大气层的月球研制着陆技术,对于在有复杂大气层的火星降落帮助不大。

但不管采用何种方式,“人类移民外星的灵感是我们进行新的探索的动机之一。这是在不久的将来要发生的事情。”美国天文学家乔纳森·卢宁(Jonathan I. Lunine)说,“也许不是本世纪可能发生的事,但不管怎样,最终,它会在更长的时间尺度里发生。”

买张“门票”去太空

虽然太空移民无法在短期内实现,但如今来一场太空旅行还是可以成行的。无论是电影《星际穿越》还是《地心引力》,在太空中“遨游”了一番的都是专业的宇航员,那么现实中,有真正去太空旅游的太空游客吗?答案是肯定的,目前为止,已有七位“太空游客”抵达国际空间站,进行太空飞行。

现在,只有两种太空飞船可以和国际空间站对接,俄罗斯的苏型飞船和美国的太空飞船,由于NASA的太空任务仅供国际专门科研之用,故现今太空旅游仍以俄罗斯为主。在苏联解体后,由于太空船的操作成本极大,俄罗斯为筹措经费,开放了民间金钱赞助,报酬即为可让赞助者搭乘太空船进入太空,因此大多数太空游客是能够支付大笔费用的亿万富翁。而这个自费太空旅行的创意最早源于工程师丹尼斯·蒂托(Dennis Tito)对俄罗斯的“和平”号空间站赞助的交换条件,后被俄罗斯航空部门开发为一个“太空旅游”商业项目。太空旅程大约十天,首张“门票”价格以卢布计算,约合2,000万美元。从名单上来看,从名声在外的南非富商马克·沙特尔沃思到Word之父、美国软件工程师查尔斯·西蒙尼,游客光有金钱还不行,名望、各方关系、社会地位一个都不能少。

另外,太空游开始前的训练也十分严苛,这一点从“半途而废”的旅行者身上就可见一斑。50多岁的歌手莎拉·布莱曼,为了圆自己的太空梦,就曾在俄罗斯莫斯科尤里·加加林训练中心进行了数月的全面培训。每天16个小时的培训中包含了四个小时的俄语通话、失重训练和一些工程测试。
动辄2,000万美元的太空旅行,尽管是现实中存在的,但似乎是“土豪”的专利,一般人实在是难以接受,太空旅行可以平民化一点吗?SpaceX 公司CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)的答案是:有。

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马斯克9月27日在墨西哥瓜达拉哈拉举行的国际宇航大会上表示,SpaceX将开发大型火箭和飞船,将人类送往火星一游。马斯克介绍了飞往火星的火箭计划。这样的火箭可重复利用,高约91.4米,最终将把名为“星际交通系统”的飞船送往太空。而飞船每次可以运送100名乘客和大量货物。
不过马斯克指出,目前的关键问题是降低火星飞行成本,从而吸引潜在的志愿者。他表示:“我们的目标是将成本降低至美国普通住房的房价,即约20万美元。”

目前,马斯克正在积累资产,为这一项目提供资金,最终这将会是政府和民间的大规模合作。但对于展开火星之旅的任何人,SpaceX并不能为生存提供100%的保证。马斯克表示:“出现伤亡的风险很高。如果你准备好牺牲,那么就可以成为候选人。”

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责编|李非 设计|王京

资料来源:搜狐网5月14日《人类和太空的故事》、《三联生活周刊》2014年12月7日《太空旅行和移民:理想与现实》、《南方人物周刊》2012年9月12日《“他只是被外星人接走了”》、搜狐网9月28日《马斯克曝火星移民计划:成本相当于在美买套房》、光明网2014年1月27日《现实中有真正的太空游客吗?》

本文原载于澳洲华语新闻周刊杂志《CITYWEEKLY 城市周刊》第238期

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