第一是心理問(wèn)題。因?yàn)榧词寡兄瞥鲋匦突鸺w船的體積也不可能無(wú)限擴(kuò)大,飛行乘組的幾個(gè)人要在狹小的飛船空間里度過(guò)500多天,必然會(huì)產(chǎn)生心理問(wèn)題。
第二是輻射問(wèn)題。眾所周知,地球強(qiáng)大的磁場(chǎng)是保護(hù)人類免遭外太空各種致命輻射的生死屏障,因此當(dāng)飛行器在地球軌道飛行時(shí),地球磁場(chǎng)能夠?yàn)槠淦帘蔚舸罅枯椛洌侨绻L(zhǎng)時(shí)間在宇宙空間飛行,遠(yuǎn)離地球,就會(huì)面臨很嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。科學(xué)家曾經(jīng)考慮采取被動(dòng)防御輻射和主動(dòng)防御輻射。被動(dòng)防御輻射就是加厚飛船的艙壁,但這樣做又會(huì)加重運(yùn)載負(fù)擔(dān);主動(dòng)防御輻射就是通過(guò)技術(shù)在飛船周圍產(chǎn)生人工強(qiáng)磁場(chǎng),使射向飛船的輻射粒子偏離,但是這種方法在技術(shù)上又太復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)。所以,對(duì)于防輻射屏蔽技術(shù)還需進(jìn)一步攻關(guān)。
第三是失重問(wèn)題。長(zhǎng)期在太空飛行,人體一直處于失重狀態(tài)會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生很大影響,造成肌肉萎縮、骨骼脫鈣、心血管受損等。科學(xué)家曾設(shè)想通過(guò)人造重力減輕長(zhǎng)期失重對(duì)身體的影響,但是也由于技術(shù)復(fù)雜、成本高昂難以實(shí)施。
解決方法:核動(dòng)力火箭加小行星中轉(zhuǎn)
主持人:目前有沒(méi)有解決這些問(wèn)題的方法?
龐之浩:針對(duì)這些難題科學(xué)家已經(jīng)想出了幾個(gè)解決的方法。
由于長(zhǎng)時(shí)間的宇宙航行意味著航天員要承受更多宇宙射線的輻射,伴隨心理和生理上的問(wèn)題,因此要實(shí)現(xiàn)太空移民最根本的方法就需要盡量縮短宇宙
航行的時(shí)間,即研制出全新的推進(jìn)系統(tǒng)。為此,科學(xué)家已提出采用核動(dòng)力火箭或可變比沖磁等離子體火箭等代替常規(guī)火箭發(fā)射飛船。
可變比沖磁等離子體火箭是利用無(wú)線電波電離加熱推進(jìn)劑,并用磁場(chǎng)加速產(chǎn)生的等離子體產(chǎn)生推力,它功率大、推力大、比沖高。一旦該火箭研制成功,利用其發(fā)射飛船,飛船只需一個(gè)月左右的時(shí)間就可以抵達(dá)火星,但是目前看來(lái)這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度非常大。
因此現(xiàn)在核動(dòng)力火箭的呼聲比較高,一些大國(guó)包括美國(guó)、俄羅斯在內(nèi)都將研究重心放在了核動(dòng)力火箭身上。用核動(dòng)力火箭發(fā)射飛船速度很快,可以大大減少飛船飛向火星的時(shí)間,利用目前的化學(xué)火箭發(fā)射飛船需要8個(gè)月左右的時(shí)間到達(dá)火星,而利用核動(dòng)力火箭發(fā)射飛船則只需2個(gè)月甚至更短的時(shí)間抵達(dá)。
此前,美國(guó)的“普羅米修斯計(jì)劃”曾打算研制核動(dòng)力飛船,但是核動(dòng)力飛船會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的核輻射,相當(dāng)于航天員每天拍8次x光片。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)難以解決這一問(wèn)題,因此該計(jì)劃被擱淺,現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展,核輻射的問(wèn)題有可能得以解決。因此目前來(lái)看,核動(dòng)力火箭以及核動(dòng)力飛船,是人類到達(dá)火星或其他遙遠(yuǎn)類地行星的一個(gè)捷徑。據(jù)美國(guó)媒體近日?qǐng)?bào)道,美國(guó)科學(xué)家稱,太陽(yáng)和其他恒星的動(dòng)力源——核聚變,將來(lái)可用于助推火箭,使航天員最快能夠在30天內(nèi)往返火星。當(dāng)然如果想大規(guī)模的移民還需要研制出更先進(jìn)的、成本更低、速度更快的運(yùn)輸系統(tǒng),只有有了這樣的運(yùn)輸系統(tǒng),太空移民才可能實(shí)現(xiàn)。
此外,科學(xué)家還提出可以先載人登陸小行星,然后以小行星作為中轉(zhuǎn)站,再登陸火星或其他類地行星。雖然小行星上可能有水和礦藏,可以作為太空移民的中轉(zhuǎn)站,但是它與地球的距離較遠(yuǎn),因此,最近美國(guó)計(jì)劃在今后10年內(nèi)捕獲一顆小行星,把它移動(dòng)至近月球軌道,這也是人類為了登陸火星進(jìn)行的一種嘗試。
建造新家:模擬地球環(huán)境循環(huán)利用資源
主持人:在短期內(nèi)把人類送上火星或其他類地行星后,下一步就要在星球上建造人類基地了,那么在建造基地時(shí)要考慮哪些問(wèn)題?
龐之浩:以建造火星基地為例,建造火星基地首先要考慮選址的問(wèn)題,就像在地球上大多數(shù)人都居住在肥沃的平原地帶,沙漠地區(qū)人跡罕至一樣,由于火星沙塵暴很厲害,是地球12級(jí)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的好幾倍,而且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),因此火星基地最好建在能夠防沙塵暴、輻射或者有水的地方。應(yīng)在火星的隱蔽處修建住宅,使用有效降低輻射的材料建造房屋。
李競(jìng):太空環(huán)境是一個(gè)充滿微重力、高真空、宇宙高能粒子輻射、宇宙磁場(chǎng)等有害因素的綜合體,這些因素顯然對(duì)地球上的人和生物是有害的。因此要想移民火星或其他類地行星,就要在火星或其他類地行星上建立一個(gè)密閉的地球環(huán)境系統(tǒng),在該系統(tǒng)內(nèi)要有適宜的溫度、濕度和壓力等,使人類可以自由的生存其中。
龐之浩:雖然火星基地可能是一個(gè)完全封閉的環(huán)境,但是人類始終都要從這個(gè)封閉的環(huán)境中走出來(lái),因此航天服就顯得至關(guān)重要。由于火星引力是地球的1/3,所以我們現(xiàn)在使用的地球軌道艙外航天服,在火星上都派不上用場(chǎng)。因?yàn)闊o(wú)論是我國(guó)的“飛天號(hào)”艙外航天服,還是俄羅斯的“海鷹號(hào)”艙外航天服重量都達(dá)到120千克,這樣的航天服在火星上穿就會(huì)過(guò)重,導(dǎo)致航天員無(wú)法負(fù)荷,因此要研制出質(zhì)量輕便,又能保證航天員安全的適合火星上使用的航天服。
此外,還要盡可能的對(duì)火星上的資源進(jìn)行利用。地球離火星很遠(yuǎn),即使研制出了先進(jìn)的運(yùn)輸工具,完全依靠從地球運(yùn)送能源成本也將非常昂貴,因此最好能在火星上實(shí)現(xiàn)就地取材,并且打造再生式生命保障系統(tǒng),讓資源循環(huán)利用起來(lái)。
李競(jìng):我覺(jué)得有必要在地球和火星之間設(shè)立空間站作為火星基地的后勤。這個(gè)空間站的作用非常重要,可以大量?jī)?chǔ)備物資和能源以備不時(shí)之需。目前,在太空運(yùn)行的空間站共有10個(gè),建設(shè)空間站的技術(shù)我們已經(jīng)掌握。