让“马特·达蒙”留在太空
在《火星救援》里，尽管马克·沃特尼坚持了一年多，但他的内心是不想留在火星上，成为太空鲁滨逊的，要不然也不会有之后的救援行动。但今天我们要讨论的却是如何让人类留在火星，甚至走向太空深处。
在出演了《零点定理》、《极乐空间》等科幻电影之后，或许马特·达蒙自己也没想到，他竟然成了火星英雄。恐怕在未来很长一段时间，这个名字都将是探险太空的人类的代名词。
事实上，《火星救援》的幻想并非是没有意义的。人究竟能在火星，或是外太空生存多久？究竟需要怎样的条件才能保证生存？
科学家一直在为人类搜寻第二家园，未来的地球很有可能就被某些原因（例如战争、小行星撞击、气候变化等等）摧毁，难道璀璨的人类文明就此消失？除非，在此之前，我们有望在太空中建立起了人类殖民地。
历史表明，地球曾经历过多次灭绝事件，我们绝对有必要在太空中为未来人类建立一个独立的生物圈，这也正是科学家的目标——开拓地球之外的资源为人类谋福利。
最快的航班
想要去太空，首先得解决交通问题。不过，传统的火箭适合我们普通人吗？
目前，一些私人公司正在开发一种可以反复使用的宇宙飞船，这大大降低了发射成本。
埃隆·马斯克（Elon Musk）创立的私营航天公司Space X，就已于去年年底成功发射、回收了火箭，并计划最早于2017年发射一艘可以重复使用的太空飞船。有了这样的太空飞船，商业太空飞行的梦想就不再遥远了。而英国维珍银河公司（Virgin Galactic）和美国XCOR航天公司，也已开始接受亚轨道飞行的预订。
XCOR公司的太空航班飞行时间只有约半小时。乘客在起飞后5分钟内进入零重力太空环境中，随即在轨道上漂浮大约5分钟左右，然后向下降落返回地球，乘客可在30秒时间内体验过山车般的惊险感觉。在未来几十年时间里，太空飞行可能成为地球上最快捷的旅行方式，从纽约到东京也许只要90分钟。
太空中也会出“车祸”
随着火箭发射成本的下降，相信更多人有机会到太空一游。一些高校和科研组织已经能够向太空发射一种只有烤箱大小的，名为CubeSat的微型卫星。一个CubeSat的发射成本只要10万美元，这与动辄数千万美元的卫星发射成本相比，显然更具竞争力。
当然，随着越来越多的机构和组织有能力向太空发射卫星，卫星的数量也会急剧增加，它们之间发生碰撞的几率也会大大提高。
在1967年最早的人造卫星Sputnik发射后的10年里，地球轨道上的人工发射物大约增加了2500个，这包括卫星、火箭和其他人造物碎片，如今则超过了20000个。在太空中，卫星若是被一块只有2平方厘米大小的碎片撞击，其效果就像在地球被上一辆超速行驶的吉普车撞上一样。
我们不难预测，未来太空中的“道路”也将变得异常拥挤和繁忙。
目前，美国军方正在开发一种“太空护栏”技术——类似于雷达的跟踪防撞系统，该系统预计将于2018年投入使用，届时能对可能发生的碰撞事件提前发出预警。
在月球上建立永久基地
虽然自1972年以后，再也没有人类踏上月球，但中国的“玉兔号”却在2013年成功着陆月球，中国还计划建立一个永久性的月球基地。
其实从许多方面来看，月球都是一个适合人类实现“太空殖民”的天体，它还可以成为人类探索太阳系和宇宙深空的一个最佳跳板——月球上的重力只有地球的1/7，在月亮上发射宇宙飞船需要的能量要少得多。
美国亚利桑那大学天文学教授、《走出地球：我们在太空中的未来》一书的作者克利斯·伊姆佩（Chris Yimupei）认为，将来有一天我们一定会在月球上建起一架“太空天梯”。这个想法听起来很像罗尔德·达尔（Roald Dahl，《查理和巧克力工厂》的原著者）在其著作中描绘的情景：一座由超级材料制成的巨大锥形电缆长达5.6万千米，一直伸入到太空深处，太阳能天梯车沿电缆而上，将飞船送入月球轨道。伊姆佩说：“众多严谨的工程师已经研究了半个多世纪，我们现在几乎就已经有能力实现。”
殖民火星
许多科学家认为，火星有许多大型地下冰川，因此火星很可能会成为我们在另一个星球上建立永久殖民地的最佳选择。但是人类在火星上生活仍然面临着许多障碍：火星上没有空气，还伴有强烈的太阳辐射，频繁的沙尘暴将令农业生产十分困难，从火星上以超过光速的无线电波发送消息到地球，也需要耗时20分钟以上。
尽管如此，科学家、建筑师和工程师仍然在想尽办法克服这些障碍。
乌克兰的ZA建筑公司已有了以火星土壤为材料的建筑方案，他们还计划派遣机器人到火星上从事建筑工作。还有一些研究人员建议，移居火星的人类可以居住在火山活动形成的地下熔岩洞穴和隧道里，这些洞穴和隧道保持着相对稳定的温度湿度，不但可以成为地球移民的天然住所，还可以为人类提供更多的保护，免受火星上强烈太阳辐射和沙尘暴的伤害。美国宇航局还在测试一种可以安置在火星表面的充气型人类栖息地。
而据科学家猜想，如果有一批人类在火星上生活几个世纪，且期间与地球很少或根本没有联系，那么他们很可能会最终演化成为一个与地球人类不同的物种。因为火星引力要比在地球上小得多，所以生活在火星上的人类的骨头将会变细，而他们的心血管系统也将会变得更弱。而且，由于在火星上的人类不得不长期呆在室内，外出时也要将身体保护在宇航服里，因此体毛也会变少，身体不再需要这些自然保护机制。如果火星移民在饮食方面得不到满足，不得不改变原本的饮食模式，那么他们的牙齿也会变小。
当然，这一切都是基于人类能够在火星上繁殖和生存而提出的未经证实的命题。
打造太空港
在月球轨道内，或接近月球轨道的地方，有5个被称为拉格朗日点的位置。在这些位置上的物体，既不会受到月球引力影响，也不会被地球引力吸引，能够保持相对稳定。
科学家认为，人类应当考虑在这几个位置上建立“船舶港口”，当作人类深入探索宇宙空间的“鹿特丹”。当然，“港口”的物资补给和燃料补充是个问题，如果从地球出发运送，成本将极其高昂。但我们可以在机器人的协助下，就地取材，从附近太空的某个天体上，“拉”出一块大石头，拖到稳定的拉格朗日点位置所在的区域，开采其中的水和氧气。
人们甚至已经有了“某个天体”的选项。谷神星是小行星带中最大的天体，上面可能储存有大量的水，可成为潜在的加油基地。另外，木星和它的卫星也是不错的选择，木星上也有水，而且受太阳辐射的影响也较小，当然这个设想较难实现。
向宇宙深空进军
宇宙包含着“无限数量”的恒星，仅是我们所在的银河系里就有数千亿颗恒星，行星的数量更是数不胜数。美国麻省理工学院的行星科学家、物理学教授萨拉·西格尔（Sarah Siegel）说：“虽然目前我们还不能确定哪些行星可能适宜居住，或者哪些行星上已经有生命存在。但到2018年，当耗资90亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，JWST）成功发射之后，我们眼中的银河系将会变得更加清晰。”据悉，詹姆斯·韦伯太空望远镜将安放在距离地球150万千米的地方（第二拉格朗日点），以便搜寻其他行星大气层中，可能由其他生命形式产生的不同寻常的气体成分。
从目前来看，发送探测器可能是我们确定外星物种是否存在的唯一方法，当然，即使我们的飞船能以光速在太空飞行，那么到达距离我们最近的一颗恒星也需要4.3年。如果我们以这一速度飞向月球，则只需1.3秒（事实上，目前最快的人造飞行器的速度只有光速的1/18750）。
物理学家理论推测认为，人类总有一天可以通过扭曲时空的方式，以更快的速度抵达遥远的恒星。虽然这一理论未经证实，但许多科学家对人类飞出太阳系，实施载人航天任务的可能性表示乐观，有科学家说：“我毫不怀疑这个时刻一定会到来，可惜的是，在我的有生之年可能看不到了。”看来，想让“马特·达蒙”留在火星，或是让他往宇宙更深处探索，仍然不太现实，目前这一切恐怕还只有在科幻电影里才能实现了。
公元前130年：希腊天文学家、“天文学之父”希帕克斯（Hipparchus）绘制出第一幅准确的天空星图。
1869年：爱德华·埃弗雷特·希尔（Edward Everett Hale）的小说《砖月亮》以连载形式在杂志上发表，这部小说最早描述了人类想象中的太空殖民地。
1918年：火箭科学家罗伯特·戈达德（Robert Hutchings Goddard）提出了太空殖民计划，但并没有公开，直到50年后才正式发表。
1947年：果蝇成为离开地球大气层的第一个地球生物。
1969年：美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗（Neil Alden Armstrong）和巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin）登上月球。
1998年：人类开始建立国际空间站（International Space Station）。
2013年：“嫦娥三号”成功登陆月球。
2051年：或许人类将建立起第一个火星殖民地。
作者：林凌辰
来源：《科学24小时》
