进军火星

向火星进军：打造第二个地球

人类已经迈入二十一世纪，火星再次成为人们关注的话问题，因为太空专家预言，移民太空肯定会在这个世纪实现，火星将是优先选择。现在的问题已经不再火星上到底有没有生命，而是人类依靠哪些科技把火星改造成"第二颗地球"。

英美都想争第一

在经历了去年两次火星探测任务的失败后，美国航空航天局在10月26日公布了其在未来15年内的火星探测计划。美国航空航天局放弃了每26个月（地球与火星空间距离最近的时候）向火星发射两个登陆器或轨道卫星的计划。取而代之的是，每两年发射一个登陆器或轨道卫星。

重新修订的火星计划预计于2011年或更晚将火星土壤带回地球研究。航空航天局计划在未来10年里每年花费4.5亿美元，共进行6项火星探测计划。其中包括：2001年，发射"奥德赛"火星轨道卫星，用于拍摄更高分辨率的火星图片；2003年，发射探测水的火星漫游器，用于更为深入的地质研究；2005年，发射火星勘测卫星，可以分辨直径为0.3米的物体；2007年，发射装配危险规避系统和精确着陆系统的登陆器，将携带270公斤科学研究仪器的漫游器送到火星表面。同年，还将进行火星侦察任务，用气球或飞机将"小猎犬"2型登陆器送入火星；2009年，美国航空航天局将参与欧洲航天局的2003年的"火星快车号"任务。此探测器将携带地面穿透雷达，用于探测火星上的水。2011年，或许要推迟到2014年，美国航空航天局将制定采集火星岩石和土壤的长期计划。每次采集预计将花费20亿美元。在随后的18个月里，美国航空航天局将明确修订计划的费用和技术需求。

就在美国人宣布其雄心勃勃的火星探索计划之时，英国人则在悄悄地行动，准备抢在美国人的前面，最终回答困扰人类几百年的问题：火星上到底有没有生命。

科林·皮林格是英国"开放大学"（Open University）行星科学系的教授，他相信，只要火星上有生命存在，他所建造的火星登陆器"小猎犬2号"就能够探知生命迹象。表面上看来，各国在航天科技领域上的合作还算愉快，但实际上，其中的竞争相当激烈。皮林格曾经在一次公开讲话中毫无外交辞令地指出，他的"小猎犬"计划虽然在预算上远比不上美国的"雅典娜计划"，但谁最后成功，还很难有定论。据悉，美国人计划发射两个安装在轮子上，可在火星表面移动的实验室，整个计划将耗资4亿美元，而皮林格的计划只会花费4000万美元，如果将"火星特快"号算上，花费也不会超过1亿3000万美元。

皮林格最为激烈的言辞出现在前不久举行的英国科学协会年会上，他在会上称："'雅典娜号'上的科学设备是我所知道的比较差的探测生命迹象的设备。"而他的"小猎犬"计划将直接采集火星上的空气、岩石和土壤以确定有无碳水化合物的存在，碳水化合物是制造和组成生命的主要成份。

皮林格说："我们很难看'雅典娜号'会将人类对火星的研究深入一步。他们所做的，只能展示他们有让飞行器围绕这个行星转的技术能力，而不是在这个行星上寻找生命的痕迹。"

如果一切依计划进行得顺利的话，到2003年圣诞节，"小猎犬2号"将从"火星特快号"上脱离，在降落伞的帮助下，降落在火星上，然后它所携带的挖掘机护盾将打开，并将"小猎犬2号"所带的各种探测用仪器展露出来，一切准备就序后，登陆器将向地球发出一种此次探测任务专用的蓝色的光束。"小猎犬2号"上的摄像机将记录下有关图像。

几天以后，美国"雅典娜"号登陆器将降落在这个行星上的另外一块地方。

如何移民火星

如果火星让证明有生命，科学家下一步的任务就是如何移民火星了，而要移民火星，首先应解决交通工具问题。使用目前宇宙飞船的标准化学推进剂，人类需要8至10个月才能完成地球到火星的旅行。登陆火星理论上理论上似乎可行，实际操作起来困难重重。何况送几个人上去根本算不上"移民"。因此，要想把大量的"我们"送到火星，首先就要缩短行程。好在科技的日新月异，已经让我们看到了用于火星和地球之间的交通工具出现的可能。

最近，以色列本·古里安大学的研究人员展示了一种不同凡响的核燃料。把这种核燃料用于宇宙飞船后，从地球到火星的漫漫旅程可能缩短到两周以内！负责这项研究的核工程专家伊加尔·罗恩教授和研究生尤金·肖杰斯证实，若把稀有的核材料镅-242M做成厚度不足1／1000毫米的非常薄的金属薄片，它就能够保持不间断的核裂变，而高能高温的裂变产物将从中溢出，可以被用作太空中的推进剂。已经广为人知的一些核材料如铀-235和钚-239并不能充当太空中的核材料，因为这些材料需要大型的燃料棒，而这些燃料棒会吸收裂变产物。

科学界现在达成共识的是，不论宇宙飞船的核反应堆采取何种设计模式，终究是越轻就对星际旅行越有利。罗恩承认，把镅-242M用于太空还有许多问题，比如如何从钚-241和镅-241中大量制取这种燃料，目前这还需要繁琐的步骤，而且价格不菲。另外，实际的反应堆设计、补充能源和散热等方面仍未得到科学检验。但罗恩相信，这种新材料将对未来人类走向宇宙提供支持。

以色列科学家的研究结果令人振奋，而美国科学家提出的观点简直让人震惊。20多年来，理论学家一直试图证明乘光阳光航行的可行性，在加利福尼亚帕萨迪纳的喷气推动实验室和俄亥俄州的一个空军基地进行的实验终于让这一假设变成了现实。喷气推动实验室小组成员在一个真空的房间里冲一块超轻的碳胶片施放了10千瓦的微波辐射，结果胶片真的飞了起来，并且至少飞了2英尺。在赖特-帕特森空军基地，科学家们还进行了这样一项实验，他们把用相同材料制成的帆放在一个钟摆上，然后再施以7.9到13.9千瓦的激光辐射，结果证明，这种帆竟然可以在光束的作用下自己鼓起来。

宇宙飞船升空这一过程中最为昂贵的过程是发射：离地升空的每一秒，宇宙飞船的固体火箭推动器都要燃烧大量燃料，其能量可用于发动200万辆家用轿车。同时，宇宙飞船还得携带大量装备和宇航员，另外，还得带上足够宇航员用两个星期的食品、空气和水。如果要到火星的话，还得带足够飞行1亿英里的燃料用于往返，这样，发射所需花费的费用就相当惊人了。

所以，现在应该做的就是寻找一种便宜而且快捷的方法让宇宙飞船遨游宇宙。宇宙飞船可以通过光本身来获取动力，用来取代传统的化学燃料爆炸释放的能量。地球离太阳有9300万英里，在这个距离内，太阳光束可以提供每平方公里9牛顿或每平方里0.78磅的压力。

由于地球引力的存在，这种压力很难被人察觉。但是一位专家却计算过，从一平方英里的镜子中反射的太阳光的能量可以支撑一只猫的重量。而在真空的状态下，阳光足以产生让帆移动的力量，一开始速度会很慢，但是8天后，速度就可以达到每秒钟1公里。

由此看来，只要有阳光，宇宙飞船就可以持续加速，从而提供不仅可以到达火星，而且还可以走出太阳系的低能耗的方法。但是这一构想同样有许多难题需要解决，首先，如何制造一个如此巨大而且轻便的帆，其次，如何将它完好的送入太空，最后，如何从高空轨道发射弹射器以减少加速过程中不必要的时间浪费。

但是，事情总会有转机。太空港已经不再是遥远的梦，到2010年，喷气推动实验室的科学家将会向外界展示一种用帆带动的星际探测器。这种探测器上的半公里长的帆将在太空展开，悬挂一会儿后，就像风筝一样在天空飘动，但不会太久，因为来自太阳的压力将使它的速度达到常规火箭的5倍还要多，这样，要不了多大一会儿，它就会以每秒钟90公里的速度向其他星球飞去。以这样的速度，从纽约到洛杉矶连一分钟的时间都用不了。2010年将要发射的这种用帆来带动的探测器将于2018年追赶早就发射了的"航行者1号"。那时，航行者1号已经持续航行达41年，星际探测器却可以只用8年时间就完成航行者1号用了41年才完成的航程。

目前，还有一个十分大胆的计划，就是用微波或激光来推动这种用帆带动的宇宙飞船。喷气推动实验室的罗伯特·弗里斯比承认，微波发送器可以让帆的速度迅速达到光速的十分之一。20多年前，美国宇航局的科学家就已经计算出，一个重20吨的太阳帆可以载180吨重的货物到达太阳系的任何一个地方。太阳帆也可以像普通船只一样，利用光的压力和太阳引力改变航向，从而返回地球。因为负载量小，这种宇宙飞船还可以在一年半时间内飞到冥王星--太阳系中最远的一颗行星。

改造火星并非梦想

那么，火星上到底有没有生命呢？去年11月，美国航空航天局的科学家公布了最新的火星表面照片，这些由美国"火星全球勘探者"照片空间飞行器拍摄到的照片显示出，在火星上一个深谷的斜壁上有很多沟漕。科学家认为，这些沟漕是被水冲刷而成的。

美国航空航天局的这一新的披露，使得主张火星上有水或有过水理论的人非常兴奋，他们指出，美国航空航天局应尽早向火星发射登陆飞行器，以取回火星土样，分析是否有水。现在，人们最感兴趣的是火星南极地区，因为，90%以上的所发现沟漕是在这个地区发现的。但是，也有科学家对此表示怀疑，他们认为火星上的温度太低，不可能存在液态水，因而也不会冲刷出沟漕。

12月4日，美国航空航天局发布了一张由探测者号卫星拍摄的火星沉积岩照片，有关专家就此判断，数十亿年前，火星上曾有湖泊存在，在这里或许能找到生命遗迹。美国太空研究人员表示，照片上的沉积岩层和地球上因水流形成的沉积岩层十分相似，而这些岩层的年代在至今大约35亿至43亿年前，因此它很可能是干涸的"马丁湖"的湖床。

这样的推论进一步证实了火星上有生物的猜想。由于火星是目前所知自然环境和地球最为接近的行星，而水则是生命起源不可缺少的重要因素，虽然火星现在非常寒冷，但如果确实存在过地表水，则火星生物将更具可信度，甚至可能在这些沉积岩层中发现火星古生物的化石遗迹。

另外，在过去几年中，美国科学家们一直在研究一块编号为ALH84001的火星陨石，1996年，科学家发现该陨石中内寸形似生命的物质，两种化学物质和磁晶体。科学家们用乙酸溶解岩石的办法，从中提炼出600颗磁铁矿晶体，这些晶体与地球上MV-1细菌产生物质相比，并无区别。这一发现将再次引发究竟这个红色星球是否存在生命的争论。

12月底又传出令人兴奋的消息：科学家已利用取自火星的土壤样本成功栽种出蔬菜植物，这使得火星有生物存活的可能性大为提高。这项实验并非在温度很少高于摄氏零下60度的火星上实地进行，而是从掉落地球表面的火星陨石上取得土壤样本，然后在新西兰的1处实验室中完成芦笋和马铃薯等植物的种植实验。和取自其它星球的土壤样本相比，火星土壤的磷酸盐含量极高；而磷酸盐正是种植蔬菜时所需的肥料物质。根据土壤种植能力的分析数据显示，火星的土壤成份和地球类似，因此研究小组利用1969年在澳洲发现、据分析年龄有数千年之久的火星陨石上取得土壤样本，进行蔬菜种植实验。

研究小组只花数周时间，就让种在火星土壤样本中的植物长高数厘米。负责这项研究的小组召集人迈克·毛特纳表示，若人类想在太空建立殖民地，就必须能在太空中栽种植物，供应食物所需；因此人类必须了解哪些星球的土壤能够栽种植物。这项研究结果显示，来自太空的土壤可能足以满足人类日后朝太空扩张时的需求。

事实上，科学家已经充分认识到，单凭目前的火星环境，将来让宇航员在上面生存一段时间问题不大，但向火星大批移民肯定还要想其他的办法。当然，最好的办法是把火星改造得适合人类居住。那么，这个设想有可能实现吗？