人类真正登火星至少等20年 宇航员后代或致畸

　　美国宇航局此前宣布，计划2011年发射下一代大型火星车——火星科学实验室。这是火星科学实验室的效果图。(资料图片)

2月14日，人类首次“登陆火星表面”飞行器模拟图。

人类首次模拟登陆火星的6名志愿者。

2月14日，人类首次“登陆火星表面”模拟图。

　　2月18日，中国王跃首次登陆“火星表面”，他也是首批登陆“火星”的人类。莫斯科当地时间2月14日，人类首次“登陆火星表面”，将中国国旗、俄罗斯国旗和欧洲空间局旗帜插上“火星”。这一天，距他们搭乘飞船“离开”地球250多天。

　　只不过，这一切都是一场模拟试验，他们登上的“火星表面”在莫斯科郊外的一个试验舱里，这是人类首次模拟登陆火星。这一切，都是为人类真正登陆火星所作的最重要的准备之一；这些登陆“火星”表面的人，无疑是人类探索火星的伟大“先驱者”。

　　不过，人类要想真正登陆火星，仍然存在诸多方面巨大的考验和挑战。在志愿者们模拟登陆火星表面后，还要等上至少数十年，人类才有望真正登陆火星。

　　文字：蒋林、党建军

　　最新现状

　　“火星500”：

　　首次模拟登陆火星

　　本报讯 近日的模拟登陆火星，是人类首次模拟火星载人计划“火星500”的一个阶段。在这项持续500多天的试验中，登陆“火星表面”或许最引人关注，但其所占时间却最短暂，绝大部分的时间都用在了从地球飞往火星以及从火星飞往地球的途中。

　　“往返火星”520天

　　“火星500”是由俄罗斯组织、欧洲空间局和中国等多国参与的一项国际大型试验项目，整个试验在莫斯科郊外的一个全封闭试验舱里进行，6名来自俄罗斯、中国、法国和意大利的志愿者在这里模拟火星往返飞行。

　　2010年6月3日，他们走进试验舱，踏上飞往“火星”的征途，在大约250天后飞抵“火星”；随后，6人将2人一组，分三批陆续登陆“火星”表面，在“火星表面”停留30天时间；之后，他们将踏上返回地球的回家之路，这又需要花费大约240天时间。整个火星往返行程共约520天，这也是人类载人航天飞船往返火星实际需要的时间。也正是由于全部试验过程持续500多天，这项试验被称为“火星500”。

　　“火星500”的试验是在多年准备后才展开的。此前，曾先后进行了““火星14”和火星105”试验。这两次试验是“火星500”的预备性试验。

　　真实挑战更危险

　　在500多天里，6名志愿者在一个总体积约550立方米的试验舱生活。试验舱里有单人卧室，有厨房和餐厅，有起居室、卫生间，有健身房、浴室；志愿者每天8小时工作，8小时休闲，8小时睡眠，正常情况下，一周可休息两天。这听起来和日常生活没有什么区别。但要知道，他们需要在狭窄的试验舱里度过近一年半的时间。

　　在如此之长的时间里，他们的食物以脱水食品和罐头食品为主，偶尔才有蔬菜。在往返火星途中，没有补给站，在火星上也没有补给品。

　　在500多天中，他们看不到日出日落，生物钟极有可能陷入紊乱，所谓8小时工作、8小时休闲、8小时睡眠的安排可能会成为一种难以实现的奢望。期间，他们不能抽烟，不能喝酒，不能上网，不能看电视。即使与地面的通讯联系，也要忍受长达20分钟的模拟迟滞。

　　对于所有人来说，这些都是充满危险的挑战。但在真正的火星旅程中，人类所面临的挑战只会比这些更危险、更复杂、更难以预料。至少，试验可因技术原因或志愿者身体不佳而中断；每名志愿者都有中途退出的权利。但真正的火星旅途中，一旦上路，就无法中断行程，也无法中途退出。

　　挑战极限

　　登陆火星宇航员面临全面考验

　　本报讯 除了技术方面的巨大困难外，还有许多难题等待着科学家们解决，其中最重要的则是漫长旅程、失重环境对人的身体、心理等方面的全方位考验。

　　迄今为止，人类在太空的最长滞留时间为438天。但火星之旅所需时间超出这一纪录，人类还将面临诸多未知的危险与考验。

　　身体全方位受损

　　太空对人体的挑战主要有失重和辐射。近地轨道飞行实验表明，长期飞行对人的心血管系统、骨骼肌肉系统都有很大影响。特别是肌肉萎缩和骨丢失高达20%以上。由于人类往返火星，要经历失重、超重、低重力等多种重力环境，必然要饱受重力变化之苦。

　　失重的影响是全方位的。肌肉、骨骼、内脏功能、免疫系统，都会受到严重的影响，由此带来的肌肉萎缩、骨质疏松的问题很难对付。2010年，美国科学家以9名美俄宇航员为研究对象，发现上过太空的40岁宇航员的身体状况和80岁老人差不多。

　　后代可能致畸

　　每一次进入宇宙空间，人类都有遭遇太空辐射的危险，所要面对的辐射远远超出了地球上，虽然有飞行器、航天服和药物进行防护。

　　虽然还没有发现宇航员得癌症，但超越地球人承受能力的辐射量会增加患癌症的几率。而且，超常的辐射还带来基因突变和后代致畸的可能。

　　德国埃森—杜伊斯堡大学基因学家的研究报告说，即使是在距离地球表面500公里的低轨道上，宇宙射线也会损伤宇航员的染色体。一般情况下，染色体发生变异的细胞比例从1%上升到大约1.5%时，患癌症的风险就显著增加。

　　因此，有人建议，宇航员要提前贮存精液。

　　孤单感严重

　　漫长的旅途中，航天员还将面临可怕的心理挑战。航天员长期远离地球家园，身处狭小密闭的太空船内，由此带来严重的孤独感。

　　历史上有过类似教训。2007年，美国“发现号”宇航员莉萨·诺瓦克因企图谋杀情敌被捕。而早在1999年的一次试验中，两名俄罗斯宇航员因不堪沉重的精神压力而发生激烈的争斗，导致试验中止。

　　2008年，美国研究人员研制新电脑程序，可模仿真人，为宇航员提供心理指导。利用这一程序，宇航员还能扮演虚拟角色，甚至阅读心理书籍，从而学习如何解决纠纷。

　　生病需要自疗

　　一般来说，能进太空的宇航员都是身体素质相当好的，在进入太空前也进行过严格的检查。但飞行途中宇航员突然生病了怎么办？比如得了阑尾炎怎么办？

　　在飞往火星的途中，他们必须自己设法解决一些常见疾病问题。所以，在这次“火星500”试验中，就有专门的医疗舱，要求志愿者具有较高的自主性。

　　应对“性饥渴”

　　对于那些正值壮年的宇航员来说，如何缓解“性饥渴”无疑也是一项棘手的问题。

　　美国国家航天局复杂医学和健康问题的首席科学家理查德·威廉博士指出，应当建立一套特殊的道德机制应对这些“困难”。

　　宾夕法尼亚大学生物学教授波尔·沃普也曾指出，可以通过组建由男女宇航员参加的探险队来解决长途旅行中可能面临的性问题。

　　核心难题

　　运载火箭：

　　火星探测第一关口

　　本报讯 “火星500”模拟了人类飞往火星的许多条件，但仍有一些情况无法模拟，其中最重要的就是将人类送往火星的运载火箭和飞船。

　　登陆火星：

　　“航天器的坟墓”

　　早在上世纪60年代，人类就已实现登月梦想，但登陆火星并非登陆月球的扩大版。月球距离地球38万公里，以人类现有航天运载能力，5～10天即可从地球飞抵月球表面。与此相比，登陆火星的难度多出很多倍。

　　从1960年前苏联发射“火星1号”探测器，开启人类探测火星的历史以来，至 2008年底，包括俄美在内的多国先后发射了39个火星探测器，成功率仅为46%。也正因为成功率如此之低，火星才被航天界称为“航天器的坟墓”，这足以显示探测火星所蕴藏的巨大挑战和危险。

　　即使对美俄这样拥有火星探测经验、航天实力领先世界的国家来说，登陆火星依然是一个近期无法实现的目标，将航天员送上火星表面也是2030年之后的事情。

　　火星之旅：

　　火箭大是关键因素

　　火星和地球一样，绕太阳飞行，运行轨道为椭圆形，距地球最近时也有约5千万公里，最远时则超过4亿公里，按照人类现有运载火箭的速度，火星之旅的往返需18个月～36个月。

　　而“火星500”计划的520天时间显然选择了最短、也是最理想化的行程。但实际上，火星之旅真实所需要的时间极有可能达到700多天。

　　从520天到700天，行程的大幅增加意味着难度的大幅提升，必然大大增加飞船的重量，而在飞往火星的路上，每一克增加的重量都需要火箭多携带一份燃料，需要更为强大的运载火箭作为支撑。

　　火星之旅需要闯过的第一道关口，正是运送人类往返地球和火星之间的运载火箭。它不仅要足够大，可以携带足够的燃料，产生足够强大的动力，可以将人类送往遥远的火星，并将他们带回地球。

　　火箭研制：

　　美俄“如火如荼”

　　目前，能将探测器送上火星的运载火箭，还不足以将人类送上火星。可以说，新型运载火箭已经成为人类登陆火星的最关键的技术难题之一。

　　2011年1月，俄罗斯赫鲁尼切夫国家宇航科研生产中心表示，正研发一种新型超重型运载火箭，计划2013年首次试射，2037年向火星发射载人飞船。

　　2010年10月，美国宇航局披露了“百年星舰”计划，计划开发全新的运载火箭将人类送往火星。

　　当然，即便如此，美国的这一全新运载火箭仍然不够强大，也还只能将人类送上火星，却无力将人类带回地球，只能寄望于登上火星的首批人类在火星建立生活基地。

　　各国竞争

　　各国探索火星计划

　　美国：研发“单程火星之旅”

　　与月球一样，火星一直是美国太空探测的重点目标之一。2010年4月15日，奥巴马公布美国的新太空探索计划，放弃旨在重返月球的“星座计划”，将火星作为美国载人航天计划的目的地。

　　为此，美国宇航局于去年10月宣布一项大胆的计划——单程火星之旅，派遣宇航员登上火星并永远定居在那里。这项计划被命名为“百年星舰”，共需100亿美元的资金投入。

　　据美国媒体报道，截至今年1月止，已有500人报名愿意充当首批有去无回的“火星移民”。

　　俄罗斯：

　　20年内准备飞火星

　　本次“火星－500”实验的发起国之一就是俄罗斯。本月14日，俄罗斯联邦航天署副署长达维多夫在观摩“火星－500”项目志愿者模拟登陆“火星”时说，人类有望在20年内做好飞往火星的准备。

　　早在20世纪60年代，前苏联就制定了一系列飞向火星的计划，设计了各种飞往火星的飞船，但最后因发射火星飞船的火箭发射失败而终止。

　　2010年初，俄罗斯决定将原定于2010年10月升空的“福布斯-土壤”火星探测器的发射时间推迟至2011年。

　　欧洲：拟将其土壤带回地球

　　2003年6月2日，欧洲航天局发射“火星快车”探测器。这是欧洲联合研制的第一个火星探测器。2004年1月23日，欧洲航天局兴奋地宣布，“火星快车”不辱使命，确证火星表面存在冰冻水。

　　作为本次“火星500”计划发起者之一，欧洲航天局于2007年开始制定针对火星的卫星探测器的设计方案，以便能够顺利将火卫一的土壤样本带回地球。

　　在欧洲航天部门看来，对火卫一的探测活动将会在今后15~20年内开始实施。

　　中国：将发射首颗探测器

　　近年来，中国加快了太空探索的步伐。本次“火星―500”计划的参与者中就有唯一的中国志愿者王跃。40多个国家的6000多名志愿者参与竞争，经过基本条件选拔、医学选拔、心理选拔、严格面试和集中训练等多轮筛选，王跃最终脱颖而出。

　　此外，中国将在今年发射首颗火星探测卫星“萤火一号”。中国火星探测计划早在2006年就提出，2007年6月，中俄正式签署商务合作协议——两国于2009年10月联合开展火星探测。

　　新闻链接

　　人类为何要登火星？

　　本报讯 火星的价值仅次于月球。通过探索火星，可以使地球人以火星为镜子，探索地球的“前世今生”，进而更好地保护我们人类所居住的地球免遭毁灭。

　　它是“袖珍地球”

　　火星的直径约为地球的一半，有稀薄的大气层，自转周期为24小时37分22.6秒，仅比地球多半个多小时，也有春夏秋冬之分，因此火星有“袖珍地球”之称。

　　另外，火星是地球轨道外的行星中离地球最近的一个，其表面面积与地球的陆地面积不相上下。不仅如此，火星探测器已证明火星上有水，这是有利于生命形成的重要因素。

　　富含铁矿物质

　　火星表面的物质构成也极具开发潜力。火星在夜空中略显橘红色，是由于它富含氧化铁，遍地都是红色的土壤和岩石。它的铁含量如此之高，在太空中首屈一指，如果能够大量从土壤中提取出来，将会把火星变成为一座巨大无比的炼铁厂，加上它距离地球的特殊位置，足以为地球所用。火星大气中95%是二氧化碳，如果利用从地球上带去的少量液氢便可产生大量的氧气、甲烷和水，不失为一种高效廉价的燃料。