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探尋下一個希望之星:火星任務

撰文:劉莎拉(Sarah Liu)

2011年,有個名為「火星一號」(Mars One)的非營利組織與國家航太機構攜手合作,研究如何讓人類永久居住在火星上。從最初的20萬2586位申請者中選出705位候選人進入第三輪面試。隨著四位火星殖民勇士的決選時刻逐漸逼近,《探索頻道雜誌》四處探查如果這充滿爭議的火星單程任務真的成功了,到底會發生什麼事?若他們順利抵達火星,到底會過著怎樣的生活?

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期,全見版 請點擊此處

除了週日,睡眼惺忪的黛安娜.麥葛麗絲(Dianne McGrath)每天早上6點前一定會穿上運動鞋,拖著身子上健身房。如果不上健身房,她早上5點半前就會出門跑步。全世界都還在睡覺時就起床運動雖然孤單,卻是有代價的。她喜歡美食,密集運動能讓她偶爾享用巧克力和蛋糕也不用擔心。對一個在澳洲墨爾本蒼翠郊區跟她擦身而過的陌生人來說,清晨就飛奔在人行道的麥葛麗絲除了令人羨慕的身材外,似乎沒什麼特別之處。但在接受《探索頻道雜誌》訪談的幾個月後,她說不定會收到一封改變一生的信。身為火星一號計畫的太空人候選人,麥葛麗絲可能得放棄巧克力、蛋糕,還有晨跑的習慣。事實上,她可能得放棄熟悉的一切,因為她將踏上前往火星的單程任務。

長久以來作家與哲學家都做過這個遙不可及的夢:殖民火星,那裡是終極疆界。六十多年前,美國科幻作家雷.布萊伯利(Ray Bradbury)出色的超現實作品《火星紀事》(The Martian Chronicles)描繪了人類拓荒者在這顆紅色行星上的故事;1952年一隻名叫萊卡(Laika)的俄羅斯狗狗烈士初次被送入太空。1969年人類成功漫步月球並安然返家。接下來我們似乎已做好商業化太空飛行的準備,不論是超級富豪或贊助商均可超越大氣層,旅行外太空。

每個里程碑都是億萬資金與男女太空人冒著生命危險的成果,不斷地拓展理解和知識的界限,滿足人類探索世界邊境的古老執著。人類已在83%的地球表面留下足跡,其中遭到破壞的地方當然也不少,而浩瀚的太空即如最後的疆界。

「地球表面已探索完畢,現在只能往上發展,」道格拉斯.瓦寇須(Douglas Vakoch)說。他是「地外智慧生物搜尋」協會(SETI)星際信息組合部(Interstellar Message Composition)主任。

事實上,火星熱的再度流行似乎是人類近代史的重要特徵;1965年美國航太總署(NASA)的水手4號太空船傳回21張紅色行星的照片,這是人類初次窺見這片塵土飛揚、坑坑洞洞的荒地,也把火星熱推上高峰。50年後的今天仍有科學家渴望重燃阿波羅登月任務的「光輝歲月」,他們大力鼓吹的不只是載人火星任務,更要在那裡留下足以維續的人口。

新型太空競賽

儘管目前有太空人派駐在國際太空站(ISS),但是殖民無人探訪過的鄰近行星依然超乎想像。支持者認為殖民火星的可能性正在升高,因為技術愈來愈先進,而且我們對火星的認識也與日俱增。

一場新型太空競賽似乎已經展開,我們離布萊伯利的怪誕夢想可能比過去想像的更加接近。不同的是,國家資助的航太機構不再獨自發號施令。現在他們與許多民營企業和非營利組織共享控制權,正因為如此,我們難以判斷他們的計畫付諸行動的可能性。

專家認為民間的火星任務可以把某些直接的失敗風險納入考量,包括死亡的可能性,這些都是NASA等國家機構不願再承擔的風險。已經宣布要在火星任務上分一杯羹的民間業者包括高調的SpaceX公司,創辦人是特斯拉汽車公司的伊隆.馬斯克(Elon Musk),以及由億萬富翁丹尼斯.蒂托(Dennis Tito)領軍的Inspiration Mars Foundation。

但除了這些大公司外,還有一個看似希望不大的組織也來湊熱鬧:火星一號。這個非營利組織創辦人是巴司.藍斯斗普(Bas Lansdorp)與阿諾.魏爾得(Arno Wielders),他們顯然處於劣勢。當蒂托等大公司聲明要把目標任務日期從2018年延至2021年時,火星一號依然不為所動,毫不擔心大眾質疑科學家是否已具備支援人類在火星生活的技術能力。火星一號表示,他們的目標是九年後派遣第一支四人先鋒隊徹底探索火星,並且永遠居住在那個外星之地。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期,全見版請點擊此處

單程票

火星一號計畫自2011年揭幕以來就備受關注,它預定2024年要在火星上建立永久的人類殖民地,儘管令人驚訝,但火星一號堅稱非常合理。於此同時,火星一號打算募集預估所需的60億美元,跟NASA為未來20年的深太空探索計畫評估的預算八百到一千億美元相比,實在小巫見大巫。

這項火星任務被比喻為「遺民」,因為史上第一批火星居民將永遠無法見到地球上的家人朋友。另外,由於火星和地球每兩年就會達到最近距離一次,所以火星一號打算再募集四十億美元,目的是每兩年增加四位殖民人口,讓更多勇敢的探險家登陸火星。

這項看似簡單的計畫總共排定六個任務;對某些人來說也許簡單過頭了。2016年開跑的示範任務打算運送「必要的」補給品上火星。兩年後,火星一號將派出漫遊車尋找最適合殖民的地方。2020年,藍斯斗普和魏爾得想送以下的東西到火星:另一批補給品、另一輛漫遊車、兩組維生設備、兩組起居設施。

假設每個任務都進展順利,那麼兩台汽車大小的機器人漫遊車會先把所有裝備運送到殖民地點,並且在那組裝維生系統所需的太陽能板。接著從火星土壤中採集水,也就是「烘烤」土壤汲取水份。

除了應急的保久糧食之外,一開始的食物顯然相當稀少。火星殖民者到達目的地後,當然品嚐不到壽司和義大利香腸。他們一到火星就必須盡量找適合的地方耕種,或是以昆蟲和海藻為食;他們住在自給自足、能維持生命的生態系統裡,這個生態系統以某種方式製造可供存活的大氣。當終於有足夠的水和空氣可讓人類在人造大氣中存活夠長的時間,首批的四位「當選人」將展開為期七至八個月的火星之旅。

像火星一號這般野心勃勃的計畫自然會受到讚賞、批評與嘲笑。儘管這項計畫一開始就吸引了20萬人報名,但最初尚未詳述殖民地基本需求的確切規劃。

2012年,藍斯斗普在 TEDx Talk 演講時宣布:「我們有送人和設備上火星的火箭。我們知道如何讓設備登陸火星。我們擁有讓人類生存於太空的技術,這樣的技術可用來維持人類在火星上的生活,」他說,「我們有支援任務的機器人能幫助火星上的人類。」

儘管未來十年開發必要技術的承諾似乎欠缺說服力,但藍斯斗普和魏爾得的團隊敢於夢想。當然,尚未清楚了解一切並不代表一定會失敗。歷史告訴我們無論面對怎樣的挑戰,偉大的成就需要企圖心和勇氣。

美國前總統約翰.甘迺迪曾說,我們選擇登月不是因為這麼做很容易,而是因為非常困難。既然人類能靠1960年代的技術成功登月並返回地球,誰說火星一號計畫不可能成功?《太空探索的心理學》(Psychology of Space Exploration)的作者瓦寇須告訴本刊,這項火星任務與過去的主要差異在於其終結性。他說:「大多數人難以想像加入火星一號的情況,因為他們無法想像拋下在地球上所愛的一切。」然而,他提醒我們,這種經驗在人類歷史上絕非獨一無二。「事實上,綜觀人類遷徙的歷史,無論是被迫離開或自願離開,所有的移民都經歷過類似的失落感。」他說。

為了擁有更好的未來,火星一號很可能正是我們所需要的規劃,它能夠克服往返火星的困難、成本與風險,也能確保火星殖民完成有意義的工作。「火星一號是一項革命性的任務,因為它克服了過往任務最大的挑戰之一:安全返回地球,」瓦寇須說。他指出火星一號無須解決從火星發射並返回地球的複雜程序,它提供了一個簡單俐落的解決方案:太空人不必返回地球。

「一般的太空人不用太擔心,因為他們終將回到一個安全、熟悉的環境,再困難的任務都有盡頭。但火星一號不一樣,一旦出發前往火星,就等於下定決心選擇一種永遠無法『退出』的未知生活方式,」他說。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期,全見版請點擊此處

火星上的生活

若想瞭解火星一號太空人必須忍受的生活環境,不妨想像一下人類祖先勇敢面對過的惡劣環境。遠在超市出現前,甚至在人類精通農耕前,早期的人類如何克服難以忍受的飢餓和寒冷?他們怎麼知道什麼東西可以吃,什麼東西不能吃?每一個清醒時刻都攸關生死。生活不是選擇低脂或無麩質食物,而是倖存或死亡。

同樣地,火星拓荒者也將面對陌生環境的種種危險,而且這些危險的性質大致上仍是未知數。雖然我們知道火星一天有24小時40分鐘,這是人類可以適應的差異,但是我們也知道有其他足以致命的差異。

殖民者非常有可能為了生活在火星上而犧牲生命。除了兩顆火星衛星可能引發的驚奇之外,火星的每個角落都潛伏著危險。例如,在火星上長期處於失重狀態可能會讓太空人產生不可逆的生理變化,包括肌肉萎縮和骨質疏鬆症。但這或許不成問題,因為這些太空人不會返回地球。火星跟地球不一樣,大氣幾乎不存在(重量小於地球大氣的百分之一),所以無法為太空人阻擋高量的輻射或致癌的宇宙射線;他們接受的輻射和宇宙射線量遠遠超出NASA太空人的終身劑量。

長期輻射效應並非殖民者面對的唯一危險。火星大氣是由95%的二氧化碳和3%的氮組成,僅含有微量氧氣,人類的生命之源。這意味著若無輔助就無法呼吸。值得慶幸的是,據信水在火星內陸隨處可見,以永凍土的形式存在。不過目前僅在北極發現永凍土,南極的水以「乾冰」(二氧化碳和水的混合物)的形式存在。

火星的氣候是必須考慮的一個重要因素。一年之中最高氣溫為攝氏20度,最低氣溫為零下153度,比地球南極的低溫紀錄還少了59.8度。殖民者應該喝不到熱巧克力,只能喝昆蟲與藻類攪拌而成的冰沙。雖然富含氧氣的環境有失火之虞,但諷刺的是殖民者需要氧氣才能呼吸。

火星上的人類過著一種「恐怖平衡」的生活:少了不可或缺的暖氣系統會凍死,氧氣過多又可能發生自燃。強風在火星上引起猛烈的沙塵暴,這些沙塵暴可能妨礙太陽能板把太陽光轉化為充足的能量。2007年,NASA的火星漫遊車機會號與精神號(現已退役)就碰到這種情況。如果殖民地碰到沙塵暴,因應之道不是讓機器人休眠到沙塵暴減弱或是全面召回殖民者──他們只能等死。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期,全見版請點擊此處

現實的檢驗

單程火星之旅加上剛才描述的最壞情況,不難讓人認為這是一個自殺任務。但是不同於二戰日本的神風特攻隊飛行員,這批勇敢的太空殖民者並非有意尋死。如果斷言可能出錯的事一定會出錯,或是預言這些太空人必死無疑,就等於漠視了他們自由選擇的權力與許多偉大夢想家的雄心壯志。

麥葛麗絲等候選人當然已考慮過潛在風險,只是不會把心思一直放在風險上。 「火星上可能出錯的事情很多。我們的身體極限將受到考驗,而且基本上我們就像活生生的實驗品。」她說她已在地球上花了很久時間準備和思考火星生活的各種可能性,她告訴本刊,「如果我既害怕又擔心,就不會加入這個有去無回的任務。」

儘管如此,連科學界都對這個偉大的計畫欠缺信心,遑論候選人本身。「我的主要顧慮是,我們尚未開發出人類登陸火星及在火星上生活的必要關鍵技術,」美國普渡大學航太工程研究生馬克斯.費金說。

費金也是火星一號的候選人,他承認自己尚有顧慮。「我擔心火星一號計畫並不了解自己所面對的問題規模有多大,」他說。本刊問他有沒有任何事會讓他改變心意,不去火星。他的回答很明確。「當然有。如果無法確定所有的必要工作都已完成,讓任務擁有合理的成功機率,我不會不理性地冒然出發。我可不想自殺,」他就事論事地說。

也許是因為火星一號計畫的含糊不清與那些沒有答案的問題,導致某些懷疑人士批評火星一號只是個噱頭。湯姆.瓊斯(Tom Jones)是四度登上太空的NASA太空人,也是科學家和《天空漫步》(Skywalking)一書的作者,他告訴《探索頻道雜誌》火星一號感覺像是個「公關花招」。

假設火星一號計畫成功了,將開啟無限可能。但有許多人,包括瓊斯在內,不僅擔心計畫本身是否完善;他們也相信人類的技術能力太過有限,前往火星等於白白犧牲。

有些人甚至用數據證實自己的疑慮。有一組美國麻省理工學院的研究生預測,火星一號的第一批四位殖民者只能活68天就會窒息身亡。為了避免這種可怕的情況,他們需要一套系統讓氧氣過多會產生問題的地方排出氧氣。目前開發的排氧系統並不適用於太空。

與其犧牲生命,已從NASA退休的瓊斯支持以循序漸進的方式舖築人類的火星之路。「以現有技術看來,火星一號的目標在技術上無法實現,」他說,「只有在人類學會採集太空資源之後,才有可能殖民火星。例如以商業規模採集陽光,從月球或小行星採集水、建材和稀有金屬。」

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期,全見版請點擊此處

瓊斯認為在殖民之前以這種循序漸進的方式準備,風險一定會小很多。「企業的成功將為火星的登陸與生活提供技術跟資金,」他說。

於此同時,NASA正在開發2025年之前將人類送上小行星所需的技術,而登陸火星的時程則是定於2030年代。

火星一號的問題不只如此。火星一號任務能否成功,絕大部分取決於能否為殖民前的五個前導任務募得所需資金,更別提載人任務本身的成本。藍斯斗普和他的團隊目前依靠捐款、贊助、投資,甚至是 Indiegogo 群眾集資平台。

火星一號以媒體做為主要收入,或許是這項充滿野心的計畫最令人不以為然的一點。簡單地說,四位殖民者將受到24小時的全面監控,他們在火星上的私人生活會在地球上播放。是的,這是火星版的《我要活下去》(Survivor)。

第一組太空人需要60億美元,之後的每一組太空人需要40億美元,這的確不是兒戲。火星一號的確把大量資源集中於一處,尤其是他們公然模糊科學與娛樂之間的界線,這或許不是為艱辛的火星來回之旅提供資金最有效也最符合道德的作法。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期,全見版請點擊此處

「火星一號的最大威脅是資金,」瓦寇須說,「創始人如何確保地球持續關注火星?如果送第一代殖民者上火星的創投業者認為不值得繼續投資,該怎麼辦?後續的金援從何而來?」更讓人害怕的是,誰願意告訴火星殖民者節目被取消了?

在太空科學的領域拓展人類疆界可能會產生一種英雄主義心態,在這種心態下,我們很容易漠視太空旅行更人性化的一面。考慮殖民火星可能會遇到的問題時,焦點都放在技術上和財務上的可行性。但是除了實用性之外,也可能會出現心理上的問題。

火星一號的殖民者不但遠離地球,為了在火星上生存還得面對各種危險,這種情況為太空旅行心理學提供了許多新的領域,能讓研究人員細細思考。想像一下永遠生活在太空艙裡的生活。太空艙的大小,根據瓊斯的描述,「相當於兩輛廂型車疊在一起之後再拆掉座椅。」那會是怎樣的感覺?

如果心理上的適應力較低,那麼必定會伴隨火星之旅而出現的危險、孤立與監禁,可能會成為孕育寂寞、厭煩和憂鬱的溫床,讓人際衝突像致命的細菌一樣迅速惡化潰爛。

當你坐在太空梭裡準備發射、奔向太空時,就等於面對40%的載具故障風險與1.5%的飛行失敗風險。這時你才能開始體會那種無助感,因為你漸漸接受永遠無法返家的可能性。從最黑暗的角度來看這件事,其實無異於準備自己的喪禮。至少可以說是一場過往人生的喪禮。

對瓊斯來說,在他先離開家人又無法在發射前跟他們聯絡時,這種感覺變得更加強烈。「我很想念家人,不能向孩子道別也不能擁抱他們特別難受,但是發射前必須檢疫隔離,」他說,「如果這樣很難受,跟我的妻子說再見更是加倍難受。」

為了適應分離,瓊斯經由電子郵件與每週的通話跟家人保持聯絡,有時也會用視訊。他回憶起妻子跟孩子把寫給他的信和卡片藏在太空梭裡,要在太空梭進入軌道後給他一個驚喜。

「對我來說,每天收到家人和朋友的電子郵件非常重要,這給我一種歸屬感,雖然離開了地球卻沒有被人遺忘。」他說在危險的時候與地球上的任務控制中心保持聯絡,也是讓組員保持鎮定的重要作法。當瓊斯和他的團隊因為天氣狀況而須要著陸協助時,他們可以接受指示並確保操作安全。

雖然不是完全失去聯絡,但火星與地球之間的通訊時間差至少有44分鐘。情況危急時,44分鐘足以決定生死。根本而言,火星一號的太空人必須知道他們的緊急支援取決於自身的能力。

飛向宇宙,浩瀚無垠

火星一號是真正的跨國合作,將會從來自世界各地約20萬名的申請者中選出兩男兩女。這樣的作法或許能完整地代表人類,卻可能引發人際衝突,心理學家瓦寇須警告:「在最好的情況下,適應外國人的習慣與價值觀可能很難。在最糟的情況下,說不定會出人命。」

雖然危險可能多不勝數,但人類勇敢克服了無數的考驗才走到今天,這個想法讓候選人費金相信這個計畫能成功。「從人類過去遭遇和經歷過的逆境看來,我認為一小群精心挑選的菁英在經過十年的準備和訓練之後,絕對有能力面對人類祖先每天必須面對的情況,」他說。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期,全見版請點擊此處

不過到最後,無論火星一號是否能離開地球,它都為人類這個物種提供了自我反省的機會,思考科學能不能或該不該幫助人類進化成多行星物種。同樣地,儘管志願者欣然離開地球,但是把人類當成終生離開地球的實驗品是否符合道德,可能才是我們必須認真思考的問題。

當然還有那個住在每個人心中的小孩子:興奮地面對離開地球生活的可能性,成為火星的永久居民。雖然難免艱辛,但是這個可能性的確給我們重新開始的機會;或者至少提供了一個世外桃源,以及最另類的生活方式所帶來無庸置疑的吸引力。

即使火星一號最後無法實現,這個計畫確實提醒了我們要再次大膽做夢,也引發了許多有意義的討論。如藍斯斗普所說,除了擴大科學的視野,火星一號也提供了比危機和戰爭更正面的新聞。

最後,如果有20萬人願意拋下人類祖先奮力創造的成就,再次勇敢拓荒,或許這件事本身就是人類身為探險家的證明。也許就是需要殖民火星這樣幾近真實的未來,才能讓我們想起身為人類的真實意義。

本文出自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年06月號第29期

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