“出埃及记”计划:火星殖民梦想的背后是什么?

3月27日,美国宇航员Scott Kelly离开地球前往国际空间站。从那以后,他一直在那里。 [从2015年6月翻译一篇文章-大约翻译。]每天,国际空间站(ISS)绕地球旋转15.5圈,这意味着凯利(Kelly)在一个月内绕地球旋转了450多圈。

凯利(Kelly)今年51岁,身高只有167厘米,是个矮胖的男人,有着圆圆的脸和淡淡的笑容。如果一切按计划进行,他将在2016年3月之前返回海平面。届时,他将创下美国人在太空中的记录。

即使在短时间内,太空也会对身体造成不良影响。颅内压的变化会对眼睛产生不利影响。体重不足会导致头晕。液体不会收集在应有的身体部位。肌肉萎缩和骨骼变薄。内脏在体内向上移动,脊柱延长。凯利到家时将高5厘米。

美国宇航局称凯利任务为“年度任务”。科学家追踪他的身体和情绪状态,睡眠,脉搏,免疫系统反应,动作协调,新陈代谢和肠道菌群。凯利(Kelly)有一个孪生兄弟,马克(Mark),也是一名宇航员。全年,马克将接受与斯科特相同的认知和生理测试,但已经在地球上了。这将有助于探索太空旅行从各个层面直至分子层面的影响。

凯利(Kelly)的年度任务是对更长更艰难的旅程进行排练。这是“迈向火星及超越”的第一步。距火星的最小距离为5600万公里。从地球,最好的情况是,您可以在9个月内到达地球。由于行星的相互运动,到达火星的宇航员将不得不在那里再冷却三个月才能飞回。您可以从中了解到的Kelly可以帮助预测和克服行星际旅行的困难。

但是,尽管NASA正在演练前往火星及其他地区的旅行,但该机构的实际能力却在不断下降。上一次,至少到了月球,美国人于1972年飞行。自尼克松政府以来,没有一个美国人超越低地球轨道。国际空间站的平均轨道为350公里。如今,NASA甚至无法独自达到如此高的高度。

在2011年航天飞机离开后,该机构没有钱将宇航员运送到低地球轨道。凯利首先必须飞往哈萨克斯坦的拜科努尔,在一家旅馆里待一会儿宇航员,然后再乘坐联盟号火箭与两名俄罗斯宇航员一起进入太空。

当然,行程为5600万公里。应该从某个地方开始。但是值得一问-我们要去哪里?去火星还是去哈萨克斯坦?

在几本书中也提出了类似的问题:在一些书中直接,在其他书中–间接地。克里斯·因佩(Chris Impey)是亚利桑那大学的天文学家,他研究宇宙的结构和演化。在《超越:我们在太空中的未来》,《超越:我们在太空中的未来》一书中,他预言了地球以外的光明未来。他预测,太空旅游业将在20年内得到长足发展,零重力性汽车旅馆将出现。三十年后,小的但可行的殖民地将出现在火星和月球上。一百年后,孩子将开始在其中出生。在2115年,将有一代人不是在地球上出生,而且从未访问过他们的祖国。

Impi并未掩盖NASA当前的困难。例如,在这本书中,有一个时间表,可以按年度更改代理商的预算。从1950年代到1960年代,它长大了,而在1969年登陆之前的一两年,它几乎占所有政府支出的5%。然后他下去了。如今,NASA已收到约0.5%的预算。

Impi并没有忘记导致两场灾难达到顶峰的失败-挑战者和哥伦比亚的丧生,以及十四名宇航员的生命。即使导弹没有爆炸,航天飞机也没有履行职责。 “发射数量比计划少10倍,发射成本高20倍。”

Impi指出,除了NASA以外,其他参与者也进入了这一领域-私人商业太空公司。他援引了荷兰企业家巴斯兰斯多普(Bas Lansdorp)的大胆计划,后者通过互联网宣传前往火星的单程旅行。他计划通过使真人秀为自己的企业融资。其他业务包括Jeff Bezos和他的Blue Origin,Richard Branson和他的Virgin Galactic,以及Eric Anderson和他的太空冒险。后者已经找到了自己的利基市场,为富裕的客户提供旅游服务。他们同意英国歌手萨拉·布莱曼(Sarah Brightman)的意见,但后者推迟了她的旅行-显然,日本企业家高松中敏(Satoshi Takamatsu)会改乘飞机。 Impey写道:“经过多年的萧条,宇宙正在升温。”

《我们如何在火星上生活》一书的作者斯蒂芬·佩特兰尼克(Stephen Petranek)更加乐观。根据他的计算,最早的殖民者应该在十年内出现在火星上。 Petranek是一位记者,曾担任《旧屋》杂志主编,并从此搬到《发现》杂志。也许这可以解释为什么在他的著作中大量地将必要的工具放在建筑殖民者中。 “例如,在钻探一口水井以检测您没有预见到需要任何特殊钻探的矿物质的存在时,这是不可接受的。”

Petranek设想了一个用于创建解决方案的多阶段程序。最初的殖民者将需要为生存而战。即使要提取饮用水,他们也必须发展地球表面并使冰融化。为了获得空气,有必要从水中提取氧气,并将其与惰性气体混合,惰性气体也需要放在某个地方。渐渐地,殖民者将从适应星球的生活来调整自己的生活,然后根据自己的需要调整星球。河流将再次出现在地球上,越来越多的人将移居火星,最后,整个城市将出现在火星上。

他写道,火星“将为数以百万计的地球人提供一个新的领域,一个新的希望和一个新的命运,他们将竭尽所能,利用红色星球上打开的机会。”

埃里克·康威(Eric Conway)撰写的《探索与工程:喷气推进实验室和火星探索》一书是对太空中人类未来的另一种观察。康威(Conway)在Caltech喷气推进实验室处理科学史。他的作者的风格像月球风景一样干燥。他对Impi和Petranek在他们的书中省略的具体技术细节感兴趣。

NASA已经完成了到达火星的几项任务,但有几项失败。由于这些任务不是有人值守的任务,因此成功和失败在公众面前都有些混杂。康威想了解发生了什么错误以及汲取了哪些教训。从他的分析来看,没有必要急于成为火星第一次探险的成员。

考虑火星气候轨道器。这个单位就像一台巨大的电视。他不得不收集火星大气层的数据,并充当其他探测器的发射器。 1998年12月,从卡纳维拉尔角发起了一项1.25亿美元的调查。在接下来的9.5个月中,他绕着太阳系旅行,并于1999年9月进入轨道,绕火星飞行并暂时脱离中心。他应该在超越地球20分钟后取得联系-但没有。它在地球大气层中燃烧了。一项调查发现,承包商洛克希德·马丁应为这次失败负责。一切都是由于程序员的错误而发生的,因为程序员没有将英制的长度和重量度量转换为公制。结果,调车引擎的功率比必要的高4.5倍。康威写道,由于“错误,疏忽和人员不足”的结合,所有纠正这种情况的机会都被错过了。

喷气推进实验室为NASA提供火星任务。康威(Conway)与参与“火星气候轨道器”任务的人员,以及来自更成功项目的人员(例如“火星探索漫游者机遇号”或MER-1)都有联系。 2004年1月,他降落在赤道附近的原本可能有液态水的地方。机会的工作时间比计算的时间长40倍,并且仍在继续发送数据。康韦(Conway)担心该机构的问题,并将这些问题与减少预算的支出相关联。但是,康威认为,人们不应全力以赴地进行深空探索。

康韦(Conway)认为,人们进入太空的渴望与理解太空的渴望是有区别的。与预算缩减相比,这种差异的影响更大。这种矛盾存在于公司的结构中,一方面包括载人太空探索计划,另一方面包括科学计划。火星飞行任务的计划通常是由科学计划部门执行的,但载人飞行任务的部门也希望参与计划。在这两个方向相交的情况下,用康韦的话来说就是“混乱”。

康韦(Conway)倾向于科学使命,从他的角度来看,人们不适合自己实现目标。他们根本不需要努力去到达另一个星球。它们脆弱,苛刻并且在运输方面非常昂贵。

“人们有内部和外部生物群落-即使NASA设法对火星设备进行了消毒,我们也无法对自己进行消毒。”如果人们到达红色星球(现年49岁的康威认为这不会在他的一生中发生),他们将仅仅通过出现在行星表面上就污染了行星表面。 “科学家需要纯净的火星,而不是被地球污染。”更不用说人们开始从事地形改造的情况了。 “在这种情况下,科学家想要研究的火星将不复存在。火星将变得与众不同。”

斯科特·凯利(Scott Kelly)到达国际空间站几周后,一家私人SpaceX公司向国际空间站发射了装有货物的火箭。货物是电子产品,食品和20只活着的老鼠进行实验。特别是对于萨曼莎·克里斯托福雷蒂(Samantha Cristoforetti)宇航员来说,甚至还有一款意在低重力条件下工作的浓缩咖啡机。正如他们在《每日咖啡新闻》网站上所写的那样,“对于一个人来说,这只是一个小口,但是对于全人类来说,却是一个大口。”

火箭是可重复使用的。她的第一步是返回地球,然后轻轻降落在大西洋上的一艘船上。但这并没有发生-台阶翻了个身,爆炸了。 SpaceX的创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)在他的Twitter帐户上解释说,发生这种情况是因为发动机气门太慢。

尽管遭受了种种挫折,但SpaceX尽最大努力证明私人空间可以从地球上起飞。麝香已成为火星爱好者的偶像。尽管SpaceX尚未将一个人送入地球轨道(计划在2017年完成),但马斯克表示,正在飞船上进行认真的工作,以飞向火星殖民运输者火星。该项目的详细信息将在今年年底公布。

对于Mask而言,探索火星不仅仅是一个很酷的项目。 “我们要成为多行星视图吗?”他问。 “如果没有,那么我们的未来就不会那么光明。我们将一直在地球上闲逛,直到灾难将我们摧毁。”

Impi说了同样的话。 “人类已经进化了数百万年。但是在过去的60年中,原子武器创造了完全自我毁灭的可能性。迟早,我们必须超越蓝绿色的球,否则就会死亡。” Petranek回应了他。 “人类持续生存面临着真正的威胁-特别是无法拯救我们的星球免遭环境破坏以及发生核战争的可能性。最早移居火星的人是该物种生存的最大希望。”

为什么那些相信可以在地球之外生活的人为什么认为不可能在地球上生活?从某种意义上说,这两个想法之间的联系可以追溯到恩里科·费米的时代。 1950年,原子弹之父之一的费米转向氢弹之父爱德华·泰勒,问道:“一切在哪里?”这个问题的扩展措词称为“费米悖论”,如下:

地球是一颗不起眼的行星,绕着不起眼的恒星运转。考虑到宇宙的年龄和我们技术发展的速度,人们希望来自银河另一部分的某种合理的生命形式已经到达地球。但是我们不知道这种情况。那他们呢

十年后,哈佛大学毕业生,天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)考虑了类似的问题,并用数字方式提出了这个问题。德雷克方程式中的关键变量是,能够生产零重力的火箭和意式浓缩咖啡机的文明能够存在多久。如果有许多适合生命的行星,而生命最终会引起理性,并且如果一个行星的聪明人能够弄清楚如何与另一个行星的人交流,那么我们就不会收到来自它们的消息,这意味着这样的文明不会长寿。

马斯克在接受采访时说:“从目前的技术发展水平来看,您可能会认为从坏的意义上来说,文明正在发生着奇怪的事情。” “可能是在同一星球上生活着如此众多的死亡文明。”当然,在一个包含“生活在一个星球上的许多死文明”的星系中,也可能存在死在两个星球上的文明。

1965年,美国国家航空航天局(NASA)准备将一个人送上月球,同时资助了一项研究,研究放置在无空气空间中的狗会发生什么情况。将三只狗的测试组封闭在室内,从中抽出空气。

狗适应海上损坏时存在的压力。它们体内的气体与外部压力处于平衡状态。在真空中,这种平衡被打破了。实验犬在真空中像气球一样膨胀,或者如报告中所述,被称为“充气山羊皮袋”。有趣的是,尽管眼球周围的软组织以及舌头都肿胀了很多,但它们并未受到这种肿胀的影响。

压力差导致对胃肠道的不良后果。肿胀的狗将空气吹出了胆量。这导致排便,排尿和呕吐。狗的状况类似于癫痫发作,并且由于快速蒸发导致的冷却而使它们的舌头冻结。在不同的时间间隔内,该室共测试了126条狗。在真空中度过两分钟的人中有三分之一死亡。其余的被吹走,最后康复。在真空中度过三分钟的人中,三分之二已经死亡。

在寻找年度任务的材料时,我遇到了“检查动物是否在接近真空的环境中减压”的工作。我突然意识到尽管有我的所有训练和勇气,但凯利实际上是另一只实验性哺乳动物。就像狗一样,他被锁在一个密闭的房间里,以查明他的身体能承受多少。在这两个实验中,结果都是可以预测的。

迄今为止,我们遇到的任何生物,从狗,人和老鼠到海龟,蜘蛛和海马,都经过进化而适应存在于诸如地球行星这样的宇宙事故中。我们可以采取这些美丽而令人惊奇的生命形式,并将其投入太空,而这一行动将是我们的“最大希望”,这一想法要么太过幻想,要么太令人沮丧。

正如Impi所说,60年来,有机会炸毁全人类。这样的一天可能会到来。至少我们已经在消灭许多不同的生物。但是考虑将火星作为退缩行星的问题遗漏了一件显而易见的事情(除了缺少氧气,气压,食物和液态水之外)。无论我们走到哪里,我们都将与自己同在。我们要么可以应付我们情报所带来的威胁,要么不可以。也许我们还没有遇到过一个外星种族,因为幸存的种族并不是冲向银河系的种族。也许他们安静地坐在家里照顾花园。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN396387/


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