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“洞察号”探测器成功登陆,人类在通往火星的路上走了多远,何时能抵达

下一个十年,国际空间站项目遭撤资的可能性越来越大,但已有不少私营企业跃跃欲试,考虑着要么接管国际空间站,要么建设自己的空间站。

翻译:The Guardian

翻译:雁行

北京时间27日凌晨,在飞行了近7个月后,美国航天局(NASA)的“洞察(InSight)”号探测器成功登陆火星,开启了历史上首次勘探火星内部的探索任务。

近些年,随着科技的飞速发展,以及私人航天航空公司的兴起,人类进一步探索太空的野心和步伐也随之加快。政府机构不惜投入巨资,亿万富豪纷纷涉足火箭制造领域,试图在大幅降低成本的同时,开拓商业载人太空旅游这一新业务。

然而,人类距离登陆火星,还有很长一段路要走。

哪些人去过太空?

太空飞行在如今已是一个备受尊崇的产业。

半个多世纪以前,在1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林(Yuri Gagarin)绕地球飞行一周,成为首个探索太空的人类。

自此,已有550多人将自己发射到那个黑暗的深渊。至于跑多远才算进入太空,国际上并没有达成共识。

苏联抢先一步,完成了首次太空行走,但时任美国总统的肯尼迪宣布,到60年代末,美国要让人类登上月球。这将太空竞赛的焦点直接转向了登月。1969年7月20日,在这个满是灰尘的地球近邻上,阿波罗11号着陆了。

后续几年,总共有12人漫步月球,而且全都是美国人。但自1972年至今,再也没有人重返那里。事实上,自那以后,再没有人迈出过地球近郊。

在我们的想象中,宇航员都是自由地漂浮在太空中,或是跳跃在月球的环形山里。但实际上,有幸能上天的宇航员们,大部分都只是在近地轨道中(99英里至数百英里之间)绕地旋转而已。数量众多的通讯和导航卫星,也都是在这个范围内以几千英里的时速运转,以避免坠回地球。

我们在太空做些啥?

虽然没有再回深空,但人们开始在地球大气层外生活、工作,他们通常拿自己做实验,以确定失重或微重力对人体的影响。

1986年,苏联“和平号”空间站发射升空。后来,当它在地球大气层坠毁后(所幸上面已无人),当前的太空前哨——国际空间站——发射升空了。2000年以来,一直有人类在太空生活。眼下就有三个人在上面,每90分钟绕地球一圈。

太空对人体有哪些影响?

影响有很多。但在我们能够确切理解失重对于人体的影响之前,我们无法更进一步,把这个时代的先锋宇航员送去更远的地方,不管是火星,还是浪迹太空的小行星。

美国人斯科特·凯利(Scott Kelly)曾是一名战斗机驾驶员,长期担任美国宇航局宇航员。在国际空间站拥挤的舱体内,他漂浮了一年时间,试图研究太空飞行的长期影响。但在太空待最久的还不是他。纪录保持者是根纳迪·帕达尔卡(Gennady Padalka),几次任务加起来,他总共在空间站里住了两年半。但凯利的实验有个天然的优势:他有一个双胞胎哥哥。

通过对比兄弟俩的身体,科学家得以围绕骨骼、肌肉等部位在太空中的退化情况,作出各项评估。由于不再需要肌肉来支撑体重,空间站内甚至设有健身房,为的是防止宇航员的肌肉出现退化。宇航员健身时得套上背带,免得从跑步机上飞走。还有一个不小的麻烦是,眼睛会出各种状况,但返回地球后,凯利恢复得很快。就健康程度而言,他和双胞胎哥哥似乎差别不大。对未来的深空任务来说,这是个好消息。

哪些国家拥有载人太空项目?

目前,只有三个国家:中国、俄罗斯和美国,因为成本问题依然让人望而却步。

不过,它们已经搭载过40个国家的太空旅行者,包括一名沙特王室成员,乃至付费的旅客,比如南非百万富豪马克·沙特尔沃斯(Mark Shuttleworth),他在28岁时尝试了一次太空飞行。

载人飞行要花多少钱?

天价。

国际空间站是有史以来最昂贵的机器,造价在1500亿美元上下。上世纪七十年代初,美国宇航局启动航天飞机计划,目标是以安全、且成本可负担的方式进入太空,它希望将单次发射成本降至几千万美元。2011年,随着该计划的废止,美国宇航局作了一项估算:该计划的总成本达到2090亿美元——平均下来,每次飞行成本接近16亿美元。

航天飞机计划看起来精妙绝伦,实际却把太空探索限制在了地球轨道上,而且费用惊人。经过这场挣扎后,美国在发射领域逐渐退居二线。现在,多数宇航员所搭乘的都是俄罗斯“联盟号”宇宙飞船,单次飞行成本从2100万到8200万美元不等。

载人航天值得我们付出这么多吗?

对于这个问题,只要涉足过太空飞行的人,都会不屑回答。但它是个好问题。

对于太空飞行取得的成就,太空机构的宣传并不是很到位。几乎各行各业的进步,都从载人航天中获得过好处。光是这方面的尝试就促成了很多新系统的发明。

阿波罗飞船的制导计算机是微型计算机的前身,现在遍布于所有智能手机中。得益于太空火灾方面的研究,衣物的防火性能更高了。

远程监控宇航员健康的系统,现在被用来帮助地球上的病人。在微重力条件下,疾病的行为与发展都会有所变化,帮助科学家寻找治愈之方。

还有的人说,花钱发展载人航天,可以让资金流入经济体,从太空研究中衍生出来的企业,加上日益增长的商业太空产业,其催生出来的营收,是航天任务成本的7至14倍。

不过,作为举足轻重的行业老大,美国宇航局的支出已远不及当年。现如今,美国政府拨给它的预算是190亿美元,大约只是联邦财政支出的0.5%。而在阿波罗登月计划早期,这个比例介于4%和5%之间。

在太空领域,各国间的合作程度如何?

最初的太空竞赛是冷战军备竞赛的一部分,但后来,载人航天逐渐演变为各国之间的通力协作。国际空间站就是美国、俄罗斯、日本、欧洲和加拿大这五个国家和地区的空间局彼此合作的结果。从1998年起,他们像拼乐高积木一样,慢慢将各个舱体组装起来。

中国是个例外,有着自成体系的太空计划。

不过未来,人类的太空飞行要开花结果,实现方式肯定是合作,而非敌对。自2011年以来,14个国家的空间局试图通过协作,将各自的梦想编织成同一个愿景。它们的最近一项计划于今年1月公布,各国一致同意,要“将人类生活拓展到太阳系范围,将登陆火星表面作为共同目标。”

要去火星了吗?太好了!

且慢,先别急着开始倒数。

在载人航天领域,大多数人都认为,要上火星,我们得先回月球。“这是唯一合理的步骤。”伦敦大学伯贝克学院的行星科学与天体生物学教授伊恩·克劳福德(Ian Crawford)说,“我完全支持把人类送上火星,但目前就技术、实力和经验而言,都还没有达标。”

月球占据不少优势。它距地球只有三天的路程,不像火星往返一趟要好几个月。而且,有人认为,月球上可以设立南极科考站那样的站点。这里距地球更近,但依然属于深空,科学家可以在这样一个太空实验室里,研究辐射暴露和近零重力对身体的影响,同时为更远的旅途做准备。

那就上月球咯?

也不是。

国际太空探索协调工作组制定的《全球探索路线图》提出,我们先要建一座空间站作为空中基地,供宇航员往返月球。它和国际空间站会很像,只不过绕的不是地球,而是月球。

我们真能登上火星吗?

毕竟,这是一场宏伟的事业,大幅延期也在情理之中。

“我们会去太空中哪个地方,这要看人们想做什么,以及实际的时间和预算。”亨利·赫兹菲尔德(Henry Hertzfeld)说。他是乔治华盛顿大学太空政策研究所的主任,曾在美国宇航局担任政策分析员。“送人类上火星的想法由来已久。翻一翻政策你就知道,它显然是个长期性的愿景,没有设立具体的日期。但要让人类在深空中长久停留,目前我们可能还缺乏相应的技术。”

载人航天领域有哪些新竞争者?

美国和俄罗斯的地位不断被新参与者挤占。2003年,中国成为第三个载人绕地飞行的国家,印度计划于2022年实现此举。但毋庸置疑,改变整个领域的冲击将来自私人太空行业。

在这场“亿万富豪太空竞赛”中,特斯拉电动汽车创始人伊隆·马斯克、亚马逊CEO杰夫·贝索斯和维珍集团老板理查德·布兰森都有一个目标:送普通大众上太空。他们名下的企业——SpaceX、蓝色起源和维珍银河——都会让太空旅行更便宜。

除此之外,也已经有几家商业航天公司在以承包商的身份为政府太空机构服务。作为航空航天领域的巨头,波音和洛克希德马丁也能发射重型运载火箭,但每次发射成本至少3.5亿美元——比SpaceX的最新“猎鹰”重型火箭贵了好几倍,后者只要9000万美元。

SpaceX已经预定的发射任务加起来价值已达100亿美元。它通过飞船的重复利用来节约成本,就连火箭助推器都能在发射后自己回到地面,掸掸灰尘就能再用。

下一个十年,国际空间站项目遭撤资的可能性越来越大,但已有不少私营企业跃跃欲试,考虑着要么接管国际空间站,要么建设自己的空间站。

下一步是什么?

在政府机构优先考虑月球的时候,有人直接看向了火星。马斯克称,他毕生的目标,就是建立一个繁荣发展的火星定居点,万一地球上发生灾难性事件,比如核战,或是像电影《终结者》那样发生人工智能叛变,火星还能充当人类的“故障保险”。为此,SpaceX正在开发“大猎鹰火箭”。马斯克称,到2020年年中,它就能把载人飞船送上火星。

马斯克表示,大猎鹰火箭的一个灵感来源,就是《丁丁历险记》中的那枚登月火箭。它将是有史以来最大的火箭,有40层楼那么高,每次最多可载送100名乘客,具体视携带行李的多少而定。

除了稳健的卫星发射业务,SpaceX也在兜售大猎鹰火箭绕月旅行的船票以筹集资金。该飞行计划定于2023年进行。日本时装界亿万富豪、艺术收藏家前泽友作是出资方之一。他表示,他将邀请一些艺术家,共赴这场为期一周的旅行,希望以此吸引公众重新关注宇宙的神奇。

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