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火星探测成功率不足50%，人类何时能圆梦？

2021-04-13 11:27

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创冬青子世界顶尖科学家论坛

康德说，世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵，一个是我们心中崇高的道德准则，另一个就是我们头顶上灿烂的星空。

康德名言图｜AZ Quotes

而这片星空如此之广阔。60年前的今天，人类首次遨游太空；为表纪念，联合国在2011年决定将每年4月12日定为“世界航天日”。几十年来，人类走出了地球，登上了月球——首颗卫星，而下一步人类希望能够登上首颗地外行星——火星。

为什么是火星？太阳系宜居带除了地球之外，还有金星和火星。而比起金星93倍地球大气压和平均温度超460°C的地表环境，火星尽管空气稀薄，大气密度不到地球的1%，地表平均温度-55°C且昼夜温差大，但更有可能实现人类移居——况且，近年还在火星上发现了大量固态水。

火星图｜NASA

火星探测已几十年，成功率仅43%

人类踏足何时实现？

从17世纪初，人类就开始用望远镜观测这颗红色的星球。据相关资料，1965年7月，首次火星探测数据由美国水手4号探测器在掠过火星上空时传回。1971年12月，苏联火星3号（Mars 3）的登陆器成功在火星软着陆，成为第一个抵达火星的探测器。除美国、苏联/俄罗斯之外，日本、中国、印度、阿联酋等都相继发送了火星探测器。自1960年以来，全球总计约有44个火星探测项目开展，而完全成功率仅有43%（月球探测的成功率约53%），火星在业界甚至有“探测器坟场”之称，但依旧挡不住人类对火星前仆后继的热情。

今年2月18日，刚刚登陆的美国毅力号（Perseverance）传回第一张彩色高清照片图｜NASA

去年7月23日，我国首次自主发射的“天问一号”探测器搭载长征五号遥四运载火箭从海南文昌航天发射场发射升空，成功送入预定轨道，并于今年2月10日完成火星捕获后进入了环火轨道，预计将在今年5月左右择机着陆。天问一号将围绕火星是否存在过生命或具备生命存在的环境、火星演化和太阳系的起源与演化两大科学问题，开展研究活动。同年还有阿联酋的首个火星探测器“希望号”和美国航天局（NASA）的“毅力号”共同奔赴火星。

天问一号探测器图｜中国国家航天局

那么人类何时能够亲自踏上火星呢？首先要解决以下难题：

人体暴露在高度宇宙射线及游离辐射下所产生的物理影响

 长期处于低重力的环境下对人体造成的物理影响，例如视力丧失

 长期处于昏暗环境下对人体造成的物理影响

 远离地球所造成的心理影响

 缺乏与地球社会间的联系所造成的心理影响

 个位数的太空人团体长期生活在封闭空间所造成的影响

 医疗设备的匮乏

尽管困难重重，火星永久定居计划依旧在进行中，除了NASA，欧洲空间局（ESA），俄罗斯国家航天集团和印度空间研究组织（ISRO）等公立机构之外，还有私营太空公司如SpaceX和波音等。NASA曾在去年称，美国计划在2023年将宇航员送上火星，并在火星上生存2年；今年2月，拜登政府也宣布将继续推进NASA重返月球和载人登陆火星的阿耳忒弥斯（Artemis）多边计划。

而私营太空公司中，近年来发展更为顺利的是SpaceX公司。该公司的所有者、知名商人马斯克（Elon Musk）在2020年底的一篇采访中认为，人类登陆火星可能是在2026年，甚至2024年。

不过，科学家认为这个时间会有所延迟。据报道，美国火星学会会长、火星研究爱好者兼工程师罗伯特·祖布林认为，“很可能要等到2030年。2026年或2028年，他（马斯克）大概能将载有货物或机器人任务的星际飞船（Starship）运送到火星，并开始自动建造基地。在将人员运送到那里之前，我们需要动力装置、从火星氧气和水中生产燃料的系统。”他认为，2030年前，人类将在火星上常驻，2100年前，那里将出现百万人口的大城市。

马斯克（左）和祖布林（右）图｜marssociety

为什么我们对火星有着如此的执念？

诺奖科学家：探索火星，也是在了解自己

如同当年人类从非洲出走，最后在全球各地开枝散叶走向繁荣；人类迟早要走出自己的地球摇篮，走向更深的太空。著名物理学家霍金曾在2010年就提出，由于地球资源有限、人口不断膨胀，人类长期生存的唯一机会不是留在地球，而是向外太空寻找出路。他预测，2050年，人类将实现火星移民。

霍金图｜Biography

不过，除了解决人类未来的生存问题，对于火星的探索也来自人类的好奇心，以及通过研究火星，人类将更加了解宇宙、生命的意义，最终将回溯到人类自身存在的意义。

2004年诺贝尔物理学奖得主、世界顶尖科学家协会（WLA）会员大卫·格罗斯（David Gross）在去年世界顶尖科学家论坛与央视新闻合作推出的“和诺奖科学家谈深空探测”节目中曾提到，人类对内层空间（如原子结构）和外层空间（如宇宙太空）的探索，都是为了解决诸如“宇宙的起源、演化”之类的问题。而火星的探测与登陆，只是起步。

格罗斯在第二届WLF上图｜WLF

而对于“火星上是否能找到生命迹象”这类困扰人类千年的哲学问题，2019年诺贝尔物理学奖得主、WLA会员米歇尔·马约尔（Michel Mayor）在节目中提到，“这个问题可以转化成‘生命是否是我们宇宙演变的一环’（Is Life a cosmic imperative ?）。”与其提问“您认为是否存在外太空生命体”，不如换个更好的问题，即“我们要不要去探索”。2019年诺贝尔物理学奖得主、WLA会员迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）认为，地球上的生命起源和宇宙中的生命的问题有强烈的联系，火星恰好是一个很合适的案例供人类探索。他在节目中说道，“通过探索火星，我们也在更好地理解自己，也在更好地认识地球上的生命。”