我们将在2030年代如何将人类送上火星

我们将在2030年代如何将人类送上火星
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“我们之所以驶向这片新海域,是因为那里有新的知识等待获取,也有新的权利等待争取;我们必须为全体人民的进步去争取并运用这些权利。”约翰·F·肯尼迪,1962年

新电影《 火星救援》 改编自安迪·威尔的同名小说,正在吸引大批观众走进影院,既带来精彩娱乐,也让人一窥地球之外未来探索可能呈现的面貌。在影片中,NASA在国际伙伴的帮助下,凭借大量人类智慧,英勇救援一名被困宇航员。影片画面优美,也让我们意识到,只要全心投入,人类能够取得怎样的成就。

NASA为这部电影提供了一些技术指导;事实上,影片展示了NASA目前正在研发的技术,从先进宇航服、太空种植食物,到机动和居住能力。NASA最近发布了一份新文件, 《NASA的火星之旅:太空探索的开拓性下一步》 ,介绍了我们如何从当前阶段走向踏上火星。这包括继续在国际空间站(ISS)开展研究,随后将人类送出近地轨道,前往试验场——月球附近的区域。在那里,我们可以突破能力极限,同时身处一个能够在几天内安全送宇航员返回家园的地方。

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我们将继续以机器人探索火星;目前,作为国际社会的一员,我们正通过多艘航天器开展这项工作,从NASA的“好奇号”火星车到印度的火星轨道器任务。我们将利用这些以及未来的火星任务,降低人类登陆火星的风险,包括更好地了解火星大气结构,以及火星为未来探索者提供当地资源的潜力。到2030年代,我们将做好准备,推动人类迈向这颗红色星球。

这将是一次与NASA月球探索截然不同的旅程。世界各地的航天机构正在进一步推进太空探索与利用,以系统化方式扩大人类在太阳系中的存在,并将载人登陆火星作为总体的长期目标。作为国际航天界的一员,我们正在评估将人类送出近地轨道的路径。我们已经在国际空间站开展这项工作:来自15个国家的数万人参与了空间站的开发与运行。

除了在国际空间站开发和验证探索技术,我们还在开展关键研究,以确保人类能够在太空长期保持健康,并缓解骨密度下降、肌肉萎缩等健康风险。欧洲航天局正为NASA的“猎户座”飞船提供服务舱——自阿波罗计划以来,这艘飞行器将首次把宇航员送往月球之外。向地球之外拓展时,有五个国家参与了“好奇号”火星车搭载的仪器项目,其中包括由西班牙天体生物学中心(Centro de Astrobiologia)建造的气象监测站,帮助我们为载人火星任务做好准备。

私营部门伙伴关系对于推动全球社会探索火星至关重要。NASA一直在通过将不再需要由政府独自承担的工作移交给私营部门,推进这项合作。作为NASA商业货运计划的一部分,SpaceX和Orbital ATK目前负责向国际空间站运送补给;波音和SpaceX将从大约2018年起,开始从美国本土发射美国宇航员。我们也在国际空间站与私营公司共同测试新技术,例如可使太空探索更具可持续性的3D打印机。

在走出近地轨道、前往月球附近的试验场,甚至飞往火星的过程中,私营部门将发挥什么作用?随着工作的推进,这一作用将逐步界定和完善;但基本理念是,只要私营部门认为自己能够发挥作用,NASA就会与其合作,促成其实现。

来源:NASA

有人或许会疑惑,为什么将人类送出近地轨道、前往火星很重要,或者这是否值得付出相应成本。从科学角度看,火星是我们的目的地,因为科学家认为,火星最有可能存在地球之外生命的证据。对生命至关重要的水,曾在火星表面稳定存在约十亿年。根据我们对地球生命演化的了解,生命很可能曾在火星上出现。在那段时期,生命可能尚未变得十分复杂,因此很可能需要天体生物学家和地质学家亲赴火星表面,才能找到古代微生物生命的证据。近期有关火星表面存在液态水的证据,也让科学家思考:随着地表环境日益不宜居,生命是否可能转入地下并在火星上延续。

但我们探索的理由不止科学。国家迎难而上时,往往能够取得诸多成就,推动创新并开发新技术和新能力。据估算,NASA每支出1美元,就会为美国经济带来约4美元的回报。我们为太空开发的技术往往在地球上也有非常实际的用途。目前,国际空间站使用的水净化系统正帮助地球偏远地区获得清洁用水。NASA新型太空发射系统和“猎户座”飞船的研发——它们将用于地球之外的载人探索——带来了各种成果,例如更快速的电池充电方式、先进制造技术以及更轻的飞机结构。投资太空探索的国家就是在投资未来,并由此获得经济效益,推动新企业和新能力的发展。

正如肯尼迪总统谈到月球之旅时所说,我们并非因为这件事容易才去做。我们之所以去做,是因为这是人类面临的下一个重大挑战——让人类走出这颗星球。我们必须以创新方式、作为国际社会的一员,并与私营部门携手完成这项事业。

而这正是 《火星救援》 出错之处——影片把这项事业描绘成由NASA主导(更不用说那些不切实际的风暴)。但希望这部电影能激励世界各地的人们,尤其是将成为未来全球火星探索队伍的下一代,把这段虚构的火星探索故事变为现实。

2015年全球议程峰会 将于10月25日至27日在阿布扎比举行

作者:埃伦·R·斯托凡,NASA首席科学家。世界经济论坛 太空全球议程理事会成员。

图片:这张低角度自拍照拍摄的是NASA“好奇号”火星车。车辆位于一个地点,并从那里伸出机械臂,在夏普山下部名为“白麂皮”(Buckskin)的岩石目标上钻孔。NASA/JPL-Caltech/MSSS

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