关于在火星这颗红色星球上定居,在一干奇特想法中,有一个是由一家荷兰小公司运营的“火星1号”私人项目。下面是该项目的细节。在尚不确定的日期,将尚未确定数量的普通人单程送往火星,生活在一个尚未指明的栖息地,所有资金来源尚未明确,有可能来自众筹和销售该项目纪录片的相关版权,以及拍摄发射、着陆、生活和接下来的死亡(据推测)的电视真人秀。甚至该公司自己的书《火星1号:人类下一次伟大冒险》(Mars One:Humanity’s Next Great Adventure)也缺乏细节,一些技术问题也没有加以讨论,如怎样在太空安全飞行几个月,怎样让航天器在火星上安全着陆,而且该航天器比NASA曾经造过的任何航天器都要大,然后怎样以自给自足的方式生活,等等。[23]
“火星1号”于2012年提出,它要么是一个精心设计的骗局,要么是一个注定要失败的严肃项目。其背后公司——火星1号创投公司(Mars One Ventures),只是在协调将人类送上火星的工作。该公司本身没有航天工程经验,而是将火箭、飞船、着陆器、栖息地、生活保障系统……所有的东西,都外包出去。已经有成千上万人通过该项目注册成为第一批火星宇航员。该公司将这个数字缩减到100,目标是找到24名候选人。有些人已经结婚,而且有了孩子,却要丢下家庭不管(亲爱的,你能明白我的意思吗)。“火星1号”的所有努力都体现在筛选候选人上。目标一是到2016年发射一颗通信卫星并向火星运送补给,可是到了2020年还没有实现。所以,所有其他的目标——2018年的火星车,2020年的生命保障装置,2023年的第一批宇航员——也曾经或将被错过。航天业内人士和专家在很大程度上一致认为,“火星1号”是一场闹剧,它的任何一部分最终都不会飞上天。该公司于2019年破产。不过关于“火星1号”,我想说的是,它证明了公众对火星有着极大的兴趣。
说实话,埃隆·马斯克用一艘大型飞船将100人送往火星的计划只比这个稍微实际一点。该计划的主要卖点是冠上了埃隆·马斯克的名字。与“火星1号”不同的是,马斯克和他的SpaceX已经成功发射了火箭。此外,SpaceX还制订了详细的火星运输基础设施建设计划,其中包括一枚目前正在研发的可将150吨重的物体送入轨道的可重复使用火箭,运载能力至少比将人类送上月球的“土星5号” 运载火箭高出10吨。实际上,目前还没有能把2人送上火星的火箭,更不用说100人了。SpaceX计划实现这种能力,首先是通过近地轨道火箭,然后是通过发往火星的火箭。运载乘客的火星火箭发射重量是300吨,其中包括一艘名为“星舰”的飞船。它有40个舱室和大面积的公共区域。该计划打算将100万人送往火星,每批100人。不过让我们做一下计算吧:这需要10000次飞行才能完成。大量火箭,大量燃料,大量噪声。以每天飞行1班的速度计算,需要27年以上才能完成。
SpaceX的这一计划很大胆,但在几个因素到位之前并不是特别可行。要建造一个比“土星5号”(已经是人类有史以来造过的最大火箭)大得多的火箭系统,需要数百亿美元的巨额投资,而SpaceX必须获得这笔资金。考虑到这项投资的高风险和低回报,这将不是一件简单的事。据推测,SpaceX将从副产品技术中获利,即更加高效的小型火箭。这种小型火箭可以在30分钟内把人类送到近地轨道,或者将货物运送到全世界。接下来,火箭需要在轨道上加注燃料。这是一个聪明的想法,但还没有经过实际测试。着陆器需要在火星上补充燃料,这就需要一个火星燃料供给系统,其规模比“火星直击”计划设想的要大得多——也就是说,要在火星上用机器人制造出大量的甲烷和氧气。SpaceX还需要让这个庞然大物在火星上着陆。在此之前,还没有任何类似大小的物体登陆过火星。如果这是SpaceX的真正目标,那么投资一辆或两辆地球—火星循环车,通过它们把东西送到火星,则更为谨慎可行。此外,100万人太过雄心勃勃,带有一种P. T. 巴纳姆(P. T. Barnum)[24]风格。
因为去火星最困难的部分是从火星返回,许多大思想家已经呼吁实施单向任务,其中包括布兹·奥尔德林(第二个在月球上行走的人)以及劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss,一位理论物理学家和宇宙学家)。2009年,克劳斯在《纽约时报》的一篇专栏文章中讨论过这个话题。他在文章中建议将老年人送往火星,让他们在火星上度过余生。奥尔德林并不认为这是一项自杀式任务,而认为其是一项没有即刻承诺返回的任务。如果技术进步,我们就能把宇航员接回来。与此同时,他还说,我们已经在火星上迈出了第一步。在我看来,这种说法很令人困惑。为什么这么着急?地球上并没有十分紧迫的危险。为什么不能等到我们知道如何安全地把宇航员送到火星上再这么做呢?从现在起500年内,第一批人类是在2020年还是2080年到达火星,并没有多大区别。
从某些方面说,考虑火星计划是没有意义的。因为自1952年以来,政府和科学团体考虑的此类计划超过70个,但我们还是没有到达火星。尽管如此,我们现在比历史上任何时候都更接近于登陆火星,无论这些早期计划当时实施得有多么认真。为了给未来的月球或火星生活做准备,以前从来没有这么多的政府、公司和私人基金会如此一致地研发基础设施——栖息地、宇航服、温室、车辆,等等。
NASA正在寻找一条长期、低风险、循序渐进的火星之路。自20世纪90年代中期以来,该计划已经改变了好几次。2009年随着奥巴马总统的上台而重生,之后又进行了几次调整。因此,NASA的计划在这里很难下定义,而且由于要同时考虑几种情况而变得更加复杂。有些是以不同的方式涉及月球,有些是直接前往火星,还有一些是以4人或6人乘组的方式前往火星。[25]这里的要点是,在部署宇航员之前需要一个初级阶段,向火星发送一部下降/上升着陆器、火星电力系统、可能独立的货运着陆器以及一个火星 表面栖息地(Surface habitat)。在NASA的术语中,这种火星表面栖息地被称为SHAB。与ISS一样,这些东西可能会在地球上分段制造,并在近地轨道上组装。一旦通过测试,就送往火星。着陆器和电力系统将在火星着陆,而SHAB将留在火星轨道上。NASA已经取得了一系列成功,包括在火星上着陆耐用机器人设备,在火星周围部署卫星。因此说所有这些都是可行的。一旦NASA确定着陆器和SHAB工作正常,他们将用一种尚待设计的火星运输工具,通过所谓的快速转移轨道,花费大约200天时间把宇航员送到火星轨道。宇航员将在火星轨道上与SHAB交会对接,并乘坐SHAB到达火星。宇航员将在这颗红色星球上探索40天、60天或18个月,具体时间仍未确定。然后,他们再乘坐下降/上升着陆器返回原来的火星运输工具。宇航员在火星停留期间,火星运输工具一直停留在火星轨道上。[26]然后它返回地球,接受人们用彩带举行的欢迎仪式,假如2040年前后彩带还存在的话。
你可能已经注意到,目标能否完成取决于需要完成的几个步骤,任何一个步骤出现延迟都可能影响目标的实现,比如航天飞机研发的延迟注定了天空实验室的失败,以及其他许多任务的推迟,同时也导致ISS的成本超支。而且,这只是到火星的一锤子买卖。NASA可以重复这个计划,但是计划本身除了可能会留下一些东西供重复使用,并没有固有的周期。在我看来,祖布林“火星直击”计划的美妙之处在于,它通过每两年着陆火星一次,建立了一个可扩展的火星基地系统。宇航员来了又走,但基地变得越来越大,以适应人类在火星的永久存在。NASA正在考虑像祖布林那样用甲烷/氧气作为返回火箭的推进剂,而不是像多年来的计划那样用核热推进。也正是在这一方面,使NASA的火星2040计划看起来越来越像祖布林的火星2000计划。
中国也有类似的人类登陆火星的计划。中国的举措包括一个大胆计划,即在21世纪20年代初几乎同时发射一部带有7枚探测器的轨道航天器和一辆带有6枚探测器的火星车;21世纪20年代中期发射近地轨道和地月轨道空间站;21世纪20年代末完成火星采样返回任务;以及在21世纪二三十年代实施多次月球任务,为2040年的人类火星之旅做准备。与此同时,日本已经明确表示,将在2024年向火星的卫星发射机器人,以支持后续的人类火星基地。