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火星任务-科技频道-金鱼财经网

[2021-02-25 05:34:01] 来源: 编辑:wangjia 点击量:
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导读: 1877年,意大利天文学家乔范尼·夏帕雷利(Giovanni Schiaparelli)在玩弄他的光学望远镜时,意外观测到火星表面具有条状地貌,他将这种地貌命名为canali。在意大利语中,这个词语

1877年,意大利天文学家乔范尼·夏帕雷利(Giovanni Schiaparelli)在玩弄他的光学望远镜时,意外观测到火星表面具有条状地貌,他将这种地貌命名为canali。在意大利语中,这个词语是水道的意思。尽管在更先进的设备出现之后,夏帕雷利的发现被认定为光学幻象,但这个误译还是使得火星上有运河、有生命的想法成为广泛流传的幻想与希冀。

差不多130年后,终于有企业家准备把前往火星的梦想变成现实。不久前,SpaceX公司的创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)表示,公司将在最早2025年将第一批乘客送往火星。这个计划比NASA制定的最保守的载人火星探测计划还要提前五年实现最终目标,其商业计划之激进从一开始就引起了全世界的关注。至于能否成功,恐怕全世界所有人都心中没底。

跨越三个世纪的幻想

【对于火星生命的猜想从未停止】

从19世纪末起,人类对火星的狂热幻想就从未停止。这是科学界最时尚的谈资,甚至连尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)也参与其中。1899年,特斯拉利用自己发明的接收器捕捉到了重复信号,他认为这是来自火星的信号。在1901年的一次采访中,他说:“我观察到的扰动可能受智能生命的控制。我是第一个听见外星生命问候的人,这种感觉愈发强烈。”

当时的天文学家已经知道火星的自转周期和倾角都与地球相似,这意味着火星上也会有天文学意义上的季候变迁。而且,火星上确实有水——火星两极的冰盖还会随着季节的变化此消彼长,这都助长了人们对这颗并不遥远星球的种种幻想。但是,仅仅因为这些零星的证据就相信火星有和地球相似的气候、植被乃至生命,确实在科学研究中属于过于冒险的猜想。

到20世纪20年代末,科学家们终于确定火星其实是一个干燥的星球,那里的大气压也很低,并不适合通常意义上的生命形成,然而对于火星生命的猜想并未因此停止。1938年,由奥逊·威尔斯(Orson Welles)播出的科幻有声书作品《世界大战》,就用播报新闻的语气造成了极大的恐慌,许多人真的以为火星人正在入侵地球,甚至还有两个人因此自杀。

不过整体来说,科学家已经逐渐相信,火星没有适宜生存的条件,水在这个星球上也非常匮乏。未料,故事在差不多50年后峰回路转。1971年,水手9号探测器传回的图像表示,曾经有大洪水冲破火星上天然屏障并冲击出数千公里河谷的迹象。随着研究的进一步展开,科学家到2010年时已经确认了发现超过四万条大大小小的河谷,这些河谷遍布火星表面。

这中间的2000年,“环球探测者”号在火星拍摄到了沉积岩照片,这让科学家相信火星上一定曾有湖泊存在。后来,科学家在检测一块火星陨石时又发现,这块陨石内部存在呈长链状排列的磁晶体,这样的排列必须在微生物作用下才会形成,否则就会因磁力而崩塌。

越来越多的证据要求科学界展开对火星更详尽的观测。在NASA的日程表上,以火星载人飞行为目标的空间探索计划分成三个阶段:“依赖地球”关注国际空间站的研究,“试验场所”让人们进入外太空的更深处并在那里停留数天,“脱离地球”使人类到达火星表面。

不过,并不是所有人都对NASA设定的时间表满意,埃隆·马斯克就是其中之一。马斯克对将人类送到火星有着近乎使命般的强烈诉求,“让人类成为跨星球物种,是我个人累积财富的惟一目的”。在成为今天这样一个世界闻名的亿万富翁之前,他几乎押上了所有资金,分别向SpaceX和特斯拉投入一亿及七千万美元,然后亲眼目睹两家企业在破产边缘挣扎。即便在最近的成功之前,SpaceX的火箭还是发生了爆炸,Facebook还因此损失了一颗卫星。

不过,对埃隆·马斯克来说,这次失败的最大价值就是让他的意志更加坚定了。

阅读《银河系漫游指南》的人

【“惟一有意义的事就是努力提高全人类的智慧”】

乔布斯之后,马斯克可能是被人讨论最多的科技企业家。作为家中的长子,马斯克在南非比勒陀利亚长大,当时南非还没有废除种族隔离制度。少年时代,马斯克就博览群书,他的弟弟曾这样形容他对阅读的酷爱:“他一天可以看完两本书。”在十二三岁时,马斯克就感受到了一种存在主义危机。于是,在那之后,他又阅读了大量的哲学和宗教书籍。

当被问到哪本书曾给他带来抚慰时,马斯克尤其提到了科幻小说《银河系漫游指南》。他说:“这本书教会我,真正的难点在于,想明白应该问什么样的问题,而一旦你抓准了问题,剩下的就很容易解决了。”他说:“我得出了这样一个结论,我们应该努力扩大人类意识的深度和广度,以便问出更好的问题。事实上,惟一有意义的事就是努力提高全人类的智慧。”

马斯克认为,要实现这样的目标,人类就必须有能力进入更广阔的世界,并尽可能地突破物理距离制造的障碍。于是,他为交通系统的改造设计了一个渐进性的路线图,这个路线图的最大好处之一就是他可以不断通过开发新的市场为最终梦想的实现筹措足够的资金。

例如,他开发了可以取代传统汽的电动汽车,并让这些汽车风靡世界;其次,他想出了Hyperloop高铁计划,这种管道一样的运输工具可以在30分钟内把乘客从旧金山市区送到洛杉矶;他还设计了一种可以垂直起降的飞机,其速度将大大超越现在的飞机,“波音用了10年时间和200亿美元才把飞机效率提高10%,这可真够差劲的”;这之后,他又提出了亚轨道货运飞船设计,这给了他实现用25到40分钟时间在全球范围实现货运服务的可能性。

当然,作为这一切商业探索的基础,马斯克首先感受到了商业航空市场发生的重要变化。在确定了航天飞机将在2011年退出历史舞台之后,NASA急需一个合作伙伴去开发下一代航天器。这时候,NASA就感受到了沉重的历史包袱和现实压力:早期的商业航空充满了太多的军方味道和冷战时期无法避免的意识形态色彩,在冷战结束之后,航天领域的相关经费就大幅缩水,所谓的太空梦想也变成了激励年轻人从事科学研究的宣传手段;波音和洛克希德马丁这样的大公司又对商业航空合同不甚热衷,相对于制造飞机和武器,这类合同的回报率确实太有限了;NASA逐渐意识到,只有初创公司才能承担起商业航空继续发展的重任。

而基斯特勒公司的倒台又给了NASA深刻教训,“从实验型号发展到实用型号”这个传统路线不适合商业公司,商业公司即便在技术上完全成熟,资金链的断裂仍然可能让之前的所有努力前功尽弃。因此,航天公司必须从一开始就能赚钱,有了造血能力再谈新技术的发展。

NASA愿意用源源不断的合同支撑起一家科技公司,SpaceX的组织架构则符合NASA对科技公司的所有要求,“SpaceX目前是一家很大的公司,但该公司没有大批的股东,因此在决策时非常灵活。SpaceX可以倾全公司之力去冒险,而更大的风险将带来更大的回报。”

不错,迄今为止,马斯克确实是这个领域最合适的候选者。

火星旅游的回程难题

【最重要的问题是,一旦发现火星不适于人类生存,历尽千辛万苦抵达那里的人将采用什么样的方法离开那里回到地球】

SpaceX总部在比弗利山庄的另一端,与特斯拉研发中心比邻而建。当波音公司削减747机型的产量并离开这个地方后,马斯克将它租了下来。SpaceX总部的前半部分看起来与其他科技公司的办公室没什么不同:开放式房间中放着一排排办公桌,其中一个超大的角落隔间属于马斯克。再往里走约30米,景象就有别于一般办公室了。首先,映入来访者眼帘的是一个组装区,身穿蓝色SpaceX实验服的工作人员正在组装定制电路板,周围全是示波器和焊铁。再往里是一个3万平米的组装间,SpaceX航天器上80%的部件都是在这里生产的。

过去几年,SpaceX取得的经济和科技成就也足够惊人。猎鹰9号火箭的标准发射费用只有5400万美元,研发费用只有2亿美元;龙式飞船的单次发射费用也只有1.33亿美元,研发费用也只花费了大约3亿美元;作为马斯克屡屡提及的竞争对手,廉价的长征三号乙火箭的发射费用超过了6000万美元,第一代神舟飞船的研发费用则超过了30亿元人民币。

这给了马斯克实现更大目标的信心。在不久前的演说中,他承诺将在不远的未来将前往火星的票价降到20万美元,其信心之充足似乎完全没有考虑到航空事业巨大的研发成本:阿波罗计划曾在数十年前耗费掉了美国联邦年度预算总额的4.4%,而地球和火星之间的距离是地球和月球之间距离的440倍;为了让最多六名宇航员有一个栖身之所,国际空间站耗费了1500亿美元;同SpaceX一样对商业航天感兴趣的维珍航空,曾经确定了一个相对较小的目标——用每个人都可以接受的价格把人类送到近地空间,结果迄今为止仍旧一无所获。

现在,马斯克已经根据火箭载荷,构想出了混合及匹配发动机配置的模块设计,他认为这是目前最安全且最高效的航空器。同时,他还在推动火箭和航天器的重复利用,并且已经取得了不错的成绩,这是切中要害的创新举措——在现代航天中,燃料的费用其实非常低,但不能重复利用的硬件设备大幅推高了发射成本。这样一来,在可预见的未来,SpaceX都应该是惟一一个真正解决了向空间站、甚至更深处的太空双向输送人员和物资问题的公司。

对火星的进一步观测给了马斯克更大的信心。根据最新的观测结果,火星上的生存状况可能没有预想中的那么糟糕,最乐观的研究甚至认为,火星可能只比极地的环境稍微恶劣一点点。只要解决一系列复杂的技术问题,人类完全可以在这颗遥远的星球上定居下来。

需要科学家和工程师们解决的技术难题非常多——如何设计出可以重复使用的航天器,如何寻找到更廉价的能源,如何保证人类在长达几个月的火星旅途中的心理和生理健康,如何应对火星上复杂多变且经常极端的气候。但最重要的问题肯定是下面这个——一旦发现火星不适于人类生存,历尽千辛万苦抵达那里的人将采用什么样的方法离开那里回到地球?

对于这个问题,仍旧没有人可以给出可靠的答案。马斯克虽然乐观地告诉大家,“如果需要,我们有办法为旅客提供一张返程票”,但也说:“第一批旅客选择开始这段旅程的最大动力,应该还是他们对未知世界的渴望、对人类宿命的认知和埋藏在内心深处的冒险精神。”

冷战思维遗产

【联邦政府的支票簿是关键】

根据已经宣布的计划,SpaceX将在未来几年时间中将游客以每人两千万美元的价格送至空间站,这较现在的6300万美元将大幅降低。对于更遥远的目标,SpaceX总裁肖特维尔(Gwynne Shotwell)和马斯克一样充满信心:“我们不是月球人,但我们绝对是火星人。”

在这之后,SpaceX将迎来对该公司财务能力的最大考验。按照马斯克最保守的估计,火星移民计划的研发支出大概需要2000亿美元。在将连续13个极度亏损的特斯拉和同样大规模亏损的SolarCity合并在一起之后,马斯克肯定没有能力在短期内筹措出这笔资金。

所以,在展示了自己的火星移民计划之后,马斯克也明确地告诉大家,除了SpaceX自身的造血能力以外,“联邦政府也需要适当地打开自己的支票簿”。但在危机阴霾尚未散尽、公共债务不断增加、又没有冷战对手需要应对的当代美国,这样的想法就有些过于大胆了。

另外一个挑战在于政策。当前的太空探索政策主要受1967年起草的《外层空间条约》的约束,该条约的签约方约定不在外太空安置大规模杀伤性武器,将太空空间的使用限制在和平目标内,禁止任何国家宣布占有任何太空领土,并且宣布“太空属于所有人类”。

但是,《外层空间条约》是在人类登月之前完成的。由于当时冷战局势紧张,该条约并未明确指明太空探索的道路。条约中的很多条款——例如禁止大规模杀伤性武器的应用当然十分必要,但禁止占用原则却为未来可能的争端埋下了伏笔,因为移民行为就与条约有矛盾。

解决问题的方法之一是将重点放在宣布对经济资源而不是领土本身的占有权上。公众及私人团体可能登陆火星并在火星上建立基地,在这个基地中,他们本国法律对所有居民和来访者仍然适用。此外,他们还可以划出一块土地并对该土地拥有专有经济权利。这样,对外太空的开发和利用就既不会有所谓的主权问题,也不会违背《外层空间条约》的基本要求。

最后一个问题是,SpaceX疯狂的火星移民计划会不会像20多年前的铱星计划一样,变成一个让早期投资人埋单的远大设想。离开地球确实是人类迟早都要面对的问题:由于太阳一直在膨胀,地球会在遥远未来变得不那么适宜居住,人类必须在未来寻找适宜的定居点并继续其作为一个文明的生命旅程。但这个时刻太遥远,人类有几百万年的时间去寻找解决这一问题的办法。从这个角度来说,SpaceX的商业计划无疑比当年的铱星公司要激进太多。

其实,SpaceX和铱星公司有着惊人的相似之处:都严重依赖国家预算——铱星是国防预算,SpaceX是科技和国防预算;都源于冷战思维——将卫星连接起来是里根政府时期提出的“星球大战”计划的重要组成部分,向火星进发是美国科学界在阿波罗计划成功之后提出的后继挑战;都面临着巨大的财务负担——在设计开发了第一批商用卫星电话之后不到一年,铱星公司就申请了破产,该公司当时仅是搭建系统就耗费了超过60亿美元,却只赢得了6.3万个客户和每年几百万美元的营收,摩托罗拉也从此变成了一个被会计师和律师掌舵的公司,SpaceX当然还没有走到这一步,但2000亿美元的研发需求足够压垮任何公司。

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