学者谈马斯克“重型猎鹰”上天：移民火星还很远

　　当地时间2018年2月5日，美国佛罗里达州肯尼迪航天中心，SpaceX的“猎鹰”重型火箭发射。

　　科普之家

　　重型猎鹰火箭的成功发射，把人类移民火星的理想又向前推进了一步。然而，人类离移民火星还有多远呢？

　　2月7日，SpaceX的重型猎鹰火箭首次发射成功。它把埃隆·马斯克的红色特斯拉跑车成功地送入了太空，还成功地回收了两枚助推火箭。

　　重型猎鹰火箭发射成功的意义当然有很多，也很大，最重要的是，它对人类探索太空有了更大的助力。SpaceX称，重型猎鹰能够将63.8吨的载荷送往近地轨道，相当于将一架波音737客机送入太空，不仅装满燃料，还坐满乘客，装满行李。同时，重型猎鹰还可以运送2至4吨的货物至火星表面。相比之下，美国宇航局（NASA）2011年11月发射的火星探测器好奇号重量只有约1吨。

　　地球人去火星的路很远

　　这也意味着猎鹰火箭把人类移民火星的理想又向前推进了一步。那么，人类离移民火星还有多远呢？这远不是“没有比人的脚更远的路”所能回答的，也不是要多远有多远。

　　人类到火星的远主要包括两个要素。第一是人类需要通过太空飞行器顺利完成从地球到火星的超长时间的旅行，在这个期间需要解决一系列生理和健康问题；第二是到达火星之后如何适应迥然不同于地球的环境。

　　美国宇航局（NASA）发射的好奇号火星车于2011年11月26日启程，飞行了5.63亿千米才于2012年8月6日到达火星，耗时9个月（253天）。即便以地球与火星的最近距离5500万千米计算，而且以SpaceX新型火箭BFR搭载载人飞行器的最高时速达2.9万千米计算，也需要80天左右。实际时间肯定只会更长，在半年左右。

　　然而，人类移民火星必须进入太空，首先要有非常优异的身体条件，经受得起冲击性加速度产生的过载作用。去火星需要达到横向（胸-背向）和纵向（头-盆向）的超重耐力标准，通常要求航天员的纵向超重耐力不应低于3G（即表示3倍自身体重），横向超重耐力应为纵向的3倍，即9个G。可想而知，这一基本要求决定了绝大多数人都不可能去火星。

　　即使少数人可以乘坐飞船去火星，在飞行的半年时间里，也需要解决基本生理或心理问题难关。太空环境具有低重力、强辐射、高真空、超低温和高速度（高速运动的尘埃、微流星体和流星体）等特点，会使人遭受辐射，同时产生脊椎拉紧、肌肉萎缩、睡眠紊乱等现象。

　　即便以SpaceX最大速度的火箭搭载载人飞船，人们在空间逗留的时间短一些，受到的辐射可能会小一些，但也处于危险的边缘。而且，目前的技术只能研制抵御来自太阳高能粒子辐射的太空飞行器，但对银河系宇宙线难以阻挡，就算飞船的外壳用30厘米厚的铝板制成，也不会降低多少辐射剂量。

　　火星上缺少人类生存必要条件

　　即便能顺利到达火星，火星上的辐射同样令人担忧。2014年美国麻省理工学院的科学家公布研究结果称，火星上的环境可能让人类在68天内就死亡。同样，辐射评估探测器设备首席科学家唐纳德·哈斯勒等人发表在《科学》杂志上的一篇文章称，考虑在数百万年的时间尺度上，火星地表环境中的辐射水平，对于任何生活在火星地表乃至浅地表数米深土壤层之中的微生物而言，都将是致命的。也就是说，火星环境不适于生物生存。

　　到达火星后，人们还面临呼吸、水和食物三大难题。火星大气由95%的二氧化碳组成，还含有3%的氮。因此，人在火星根本无法自然呼吸，除非戴氧气罩，此外也难以解决饮水。

　　更重要的是，人类生存的基础在于食物和能量供给，如果在火星上不能种植和饲养牲畜以实现食物的自给自足，人类就无法在火星上生存。作物的生长需要水、土壤、空气、阳光、肥料，甚至还需要重力。然而，这些条件在火星上都不具备。如今太空的各个空间站的试验已证明，植物在无重力条件下无法生长。

　　尽管科学家设计了种种方法想要改造火星，让火星也具备像地球一样的空气、水以及适宜种植作物的环境，但是，目前只是设想。现阶段首先要解决的是前往火星的交通工具、缩短到火星的时间和减少在旅途中对人的伤害。仅仅这些问题的探索，也是路漫漫其修远兮。

　　□张田勘（学者）