“火星一号”靠谱吗?

□ 黄志澄

“火星一号（Mars One）”是由荷兰人巴斯·朗斯多普(Bas Lansdorp)创立的非营利组织提出的计划。他们曾宣布将在2022年将首批4名志愿者发射升空，并于2023年登陆火星，此后每两年都将输送4名志愿者到火星。目前“火星一号”计划的目标已后延两年，2024年发射载人火星飞船，2025年到达火星。在载人单程赴火星之前，还要发射两颗火星通信卫星、火星漫游车和运货飞船。从2013年4月开始，这个计划开始在全球招募志愿者；今年2月13日，公布了100人的大名单，中国内地有两人入围，他们是河北省邯郸林业局的农艺师李大鹏和广东的一家外贸公司销售员林晓霞。今年年底“火星一号”计划将公布24人名单。最近，由于央视等众多媒体的报道，“火星一号”再次成为中国媒体上的一个热点。

另一方面，我国的航天专家对“火星一号”计划却有完全不同的看法。全国政协委员、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建院士,在3月2日在接受采访时说：“现在网上热炒的招募志愿者移民火星的‘火星一号’计划只是一场炒作，并不靠谱”。叶培建认为：“这个机构目前既没有飞火星的飞行器，也没有火箭，更不具备在火星生存能力，就想在2024年实施计划，这像是个骗局，更是个笑话。退一步讲，即使它具备上述所有能力，却要求志愿者有去无回，也是违背伦理道德的”。

人类登陆火星还要等20年

人类的太空探索，肯定要循序渐进。只有首先实现了航天员登陆和探测火星之后，才能实现火星移民。为此，我们首先来说明实现载人登陆火星的关键技术。

首先，必须发展能将载人火星飞船送到火星轨道的大推力火箭。当前，科学家研究了人类从地球前往火星的多种方案，但它们都包含三个步骤。首先，载人火星飞船要摆脱地球的引力场；接着继续飞赴火星；最后，进入火星的引力场并安全降落，还能安全返回地球。由于地球到火星的距离，远大于地球到月球的距离，载人火星飞船所需的燃料和给养远多于载人登月，所以载人火星飞船比载人登月的飞船要重得多。为了确保“火星之旅”成功，首先必须要拥有大推力的运载火箭，它的低地球轨道的运载能力要大于100吨，这样才能保证飞船发射升空后能安全飞往火星。过去美国在执行“阿波罗”登月计划时，曾研制过“土星五号”重型火箭，但随着时间的流逝，这些“大家伙”，都进入了航天博物馆。现在想重新制造这些大推力的火箭，在美国也还需要相当长的一段时间。美国航宇局（NASA）正在研制的“航天运载系统（SLS）”中，能发射载人火星飞船的低地球轨道运载能力为130吨的火箭，预计将在2032年首次发射，因此，将载人飞船发射到火星，至少要等到2032年以后。

其次，载人飞船要想登陆火星，必须突破进入、下降与着陆（Entry,Descent, and Landing, EDL）技术的难关。到目前为止，各国发射的无人登陆火星的探测任务共有19次，但只有7次能登陆成功，其中最重的是“好奇”号，其着陆重量也不到1吨。比“好奇”号重得多，重量在10吨～50吨的载人火星飞船，其EDL技术的难度更大。火星上虽然也有大气层，但和地球的大气层却大不相同。它的大气层的成分主要是二氧化碳，但密度不到地球大气的百分之一，而且不同时间和不同地点大气的分布也不一样。所以如何在不到10分钟的降落时间内，在这样稀薄的大气中，把速度从超高音速降到零，困难很大。拿“好奇”号来说，它采用“天空起重机”方案来降落，需要在7分钟时间内，将它从时速20920千米降至零，风险很大。这就是著名的“好奇号的恐怖7分钟”。对于载人的火星飞船来说，“天空起重机”不再适用，尚需探索新的途径。另外，由于火星的地形地貌十分复杂，而且有严重的沙尘暴，载人飞船只有实现比无人时更精确的着陆，才能确保人员安全。一般来说，无人火星探测器的落点精度为小于5千米，而载人火星任务要求小于100米，这就大大增加了技术的难度。

问题不仅至此为止，由于稀薄的火星大气对高速进入的载人飞船之间的强烈摩擦，导致飞船出现严重的气动加热。无人火星探测器一般进入速度为7.6千米/秒,而载人火星任务的进入速度可达到9.0千米/秒，因此，气动加热问题将更加突出，对于飞船防热系统是个很大的挑战。

发展EDL技术主要采用理论分析、地面试验、飞行试验等三种手段，突破这项关键技术最后还要通过实践。现在NASA在距离地面400千米的高空进行飞行试验，来模拟火星EDL的情况，但它和火星上真实的情况还是有一定差距，但到火星表面的飞行试验的机会又很少，因此，要促使这些技术逐步成熟的难度就很大。美国航宇局负责载人火星任务EDL项目的主管米歇尔•孟克就认为，未来的载人火星任务正面临EDL技术的严峻挑战，突破这些关键技术将需要超过20年的时间。

最后，载人火星任务必须确保航天员在长时间太空飞行中的健康和生命安全。在500多天前往火星的途中，航天员还得经受住微重力和高辐射的考验，还有克服在狭小空间里长期生活产生的心理上的压抑感。为此，对航天员的身体素质、心理素质和医学体征，都有严格的要求，并要对航天员进行精心安排的一系列训练和试验，如俄罗斯进行的“火星500”地面试验，就是其中一例。

2014年12月，美国航宇局成功完成“猎户座”飞船第一次飞行试验（EFT-1）。在此次试验中，“猎户座”飞船的总体方案、防热，航天电子，防辐射、返回等系统的可靠性得到了检验，从而为未来飞往更加遥远的深空奠定了坚实基础。NASA为打造“猎户座”飞船，前后已经花费90亿美元。NASA预计研制成功重型运载火箭（SLS）要花费170亿美元，并在2017年用SLS系统的低地球轨道运载能力为70吨的火箭，发射“猎户座”飞船进行飞行试验。2021年将进行首次载人飞行。然后飞船将执行飞往月球、登陆小行星任务，并于2032年以后执行载人到火星的探测任务。同时，美国民间正在发起一个“灵感火星”计划，其内容是在2020年把一对夫妇送到火星轨道上，然后再返回。这个计划的创始人丹尼斯·蒂托本身是一个亿万富翁，并曾在NASA工作过很长时间，他本人是搭乘“联盟号”飞船进入太空的第一位游客。他们这个计划的目的既是激发民众的热情，又为NASA实现载人火星计划打下基础。

从NASA的载人火星计划的进度来看，人类登陆火星还要等20年，在这基础上，才能研究火星移民的可行性。

“火星一号”或是一场真人秀

从“火星一号”计划提出4年的执行情况来看，它在资金和技术等方面，离它设定的目标都相差太远。原定筹集60亿美元的资金，目前到位的很少。在技术上，它想主要依靠太空探索公司，但目前太空探索公司的“猎鹰”9号火箭和 “龙”飞船，都是为满足国际空间站的需求而研发的，离载人火星任务的需求甚远，何况太空探索公司有自己的发展路线图，对是否支持“火星一号”任务，至今并未表态。

对于“火星一号”采取单程前往火星的设想，引发的争议更多。荷兰莱顿大学国际空间法研究所副所长马松·茨望恩说：“由于计划中被送往火星的志愿者有去无回，已经触及伦理问题。”NASA的“好奇”号项目主管也认为，当志愿者提出要返回地球的要求时，“火星一号”有责任让他们返回。在2014年1月，德国前航天员乌利希·瓦尔特，也为道德上的原因强烈批评了该项目。他说，“他们用电视节目来赚钱。他们不关心那些人在太空会发生什么……如果我的税钱被用于这样的使命，我会组织抗议。”朗斯多普曾解释为何选择单程的理由是：“把人送上火星，让他们活下来的技术是存在的，但让他们返回地球的技术并不存在。”，这个说法也未必正确。虽然单程可以减轻载人飞船的重量，但仍然无法避免载人火星最大的技术难点，即进入、减速和着陆（EDL）技术。