地球上頻發(fā)的戰(zhàn)爭(zhēng)、環(huán)境危機(jī)、核污染，使人們開始把人類未來的夢(mèng)想建立在開發(fā)地球以外的空間上，世界各國紛紛提出了雄心勃勃的太空移民計(jì)劃，打算在其他星球上打造人類的第二家園。
地震、海嘯、核泄漏……在災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)狀下，不少科學(xué)家都在探尋著與地球生存環(huán)境相近，適合人類居住的星球。最近，美國天文學(xué)家借助天文望遠(yuǎn)鏡，又發(fā)現(xiàn)了5顆類地行星，其中3顆可能適合生命居住。而英國著名物理學(xué)家霍金近日也表示人類要想生存下去，唯一的途徑是盡快向外太空移民。
在雄心勃勃的私營公司的引領(lǐng)下，一個(gè)向地球外移民，并且適應(yīng)全新世界的新時(shí)代初露曙光。來自貝寶公司的億萬富翁埃倫·馬斯科已經(jīng)宣布以火星為目標(biāo)；極地探險(xiǎn)家斯耶格倫夫婦也在設(shè)計(jì)去往火星的個(gè)人探險(xiǎn)；而歐洲一個(gè)由私人資助的“火星一號(hào)”項(xiàng)目也希望在2023年前在火星上建立人類殖民地。太空移民的時(shí)代是否就要到來了呢？帶著這個(gè)問題記者采訪了有關(guān)專家。
緣何移民：人口增長(zhǎng)和滅絕風(fēng)險(xiǎn)是主因
主持人：您覺得有沒有必要進(jìn)行太空移民呢？
李競(jìng)：我認(rèn)為目前太空移民還并沒有那么緊迫，而且太空移民絕非輕而易舉，嫦娥住在廣寒宮的愜意和自得，只能是永遠(yuǎn)的神話，但是按照現(xiàn)在的科技發(fā)展來說，未來太空移民是有可能實(shí)現(xiàn)的。
龐之浩：隨著時(shí)間的推移我認(rèn)為進(jìn)行太空移民的可能性會(huì)越來越高。但是還是一個(gè)比較遙遠(yuǎn)的事情。太空移民的必要性在于，地球上的人類數(shù)量會(huì)越來越多，到2050年地球人口總數(shù)將達(dá)到90億，當(dāng)?shù)厍蛉丝谶_(dá)到110億以上的時(shí)候，地球的土地、礦藏、水等資源都將面臨非常緊張的局面，地球?qū)⒉豢爸刎?fù)，當(dāng)人口達(dá)到160億以上的時(shí)候就要考慮實(shí)施太空移民了。另外，如果人類只局限于生活在地球上，一場(chǎng)全球性的戰(zhàn)爭(zhēng)、疫病或者一次小行星撞擊這樣的宇宙災(zāi)難，就會(huì)將人類置于滅亡的風(fēng)險(xiǎn)中，因此可以考慮先把一部分人移民到其他星球上去，這樣一旦地球毀滅人類還可以繼續(xù)繁衍。
何去何從：火星或成移民首選星球
主持人：如果要進(jìn)行太空移民，您認(rèn)為去哪個(gè)星球比較合適？
龐之浩：就目前人類已經(jīng)了解的宇宙，綜合距離以及人類生存環(huán)境來說，應(yīng)該是火星最適合太空移民�；鹦窍鄬�(duì)來說距離地球較近，其實(shí)距離地球最近的一個(gè)星球是月球，但是月球上沒有大氣；除月球外，金星距離地球最近，但是金星過于濃密的大氣使其大氣壓強(qiáng)是地球的90倍，相當(dāng)于地球海洋中1000米深度時(shí)的壓強(qiáng)，而且由于被厚厚的二氧化碳大氣層覆蓋，金星表面溫度也極高；除了這兩個(gè)星球外，距離地球最近的就是火星，而且與其他行星相比，火星的環(huán)境與地球最為相似，火星上有四季、大氣和重力。
李競(jìng)：雖然火星是目前太陽系中和地球相似度最高的一個(gè)星球，但與地球大氣不同，火星大氣含氧量非常稀薄，氣體介質(zhì)以一氧化碳和二氧化碳為主，由于大氣密度只有地球的1%不能保存熱量，導(dǎo)致其表面溫度極低，最低溫度可達(dá)零下100攝氏度。而且由于火星上極低的氣壓，使得即便有非液態(tài)的水存在，也會(huì)從非液態(tài)直接升華變成氣態(tài)，而不可能變成地球生命最需要的液態(tài)水。
龐之浩：正因如此，為了改造火星環(huán)境科學(xué)家已經(jīng)設(shè)想出了很多方案。例如一些科學(xué)家計(jì)劃在火星上建設(shè)化工廠、核電站，不停地制造溫室氣體，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，使火星上零下幾十?dāng)z氏度的溫度上升到零下幾攝氏度，增加火星大氣密度；一些科學(xué)家提出在火星軌道上設(shè)置幾個(gè)巨型反光鏡，把太陽光反射到火星上，提高火星表面溫度；還有一些科學(xué)家提出，植物的光合作用可以使二氧化碳逐漸變成氧氣，為了加快生成氧氣的速度，要在火星上大規(guī)模種植植物，并培育出能釋放更多氧氣的“超級(jí)植物”。通過改造，我認(rèn)為未來人類有可能會(huì)將火星改造成人類第二個(gè)家園，但還有很長(zhǎng)的路要走。
面臨困難：關(guān)鍵需要大推力重型火箭
主持人：目前人類移民太空面臨著哪些問題和困難？
龐之浩：人們離開地球遇到的第一個(gè)難題就是擺脫地心引力。只有把載人火星飛船成功送入地火轉(zhuǎn)移軌道，移民火星便離成功近了一步。因此我認(rèn)為要進(jìn)行太空移民首先要解決的問題就是要研制出大推力的重型火箭。因?yàn)榘⒉_載人登月飛船大約重50噸，所以飛得更遠(yuǎn)、載人更多的載人火星飛船會(huì)更重。美國、俄羅斯和歐洲針對(duì)火星登陸進(jìn)行的研究表明，登陸火星任務(wù)最合適的人數(shù)應(yīng)為4人或6人，這表明需要設(shè)計(jì)一個(gè)相當(dāng)大的飛船來提供4或6個(gè)人在漫長(zhǎng)的任務(wù)執(zhí)行過程中所需要的生存環(huán)境以及氧氣、食物、水、燃料等物資。如果大批量移民的話，飛船搭載的人數(shù)還會(huì)更多，火箭的負(fù)重載荷就會(huì)更大。
然而即使研制出重型火箭，太空移民的道路依然充滿艱辛。乘坐普通的飛船從地球到火星往返至少要520天，這么長(zhǎng)的飛行時(shí)間就會(huì)帶來一系列問題。
第一是心理問題。因?yàn)榧词寡兄瞥鲋匦突鸺w船的體積也不可能無限擴(kuò)大，飛行乘組的幾個(gè)人要在狹小的飛船空間里度過500多天，必然會(huì)產(chǎn)生心理問題。
第二是輻射問題。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�，但是如果長(zhǎng)時(shí)間在宇宙空間飛行，遠(yuǎn)離地球，就會(huì)面臨很嚴(yán)重的輻射問題�？茖W(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：目前有沒有解決這些問題的方法？
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，一些大國包括美國、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，核輻射的問題有可能得以解決。因此目前來看，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)美國媒體近日?qǐng)?bào)道，美國科學(xué)家稱，太陽和其他恒星的動(dòng)力源——核聚變，將來可用于助推火箭，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，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論是我國的“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)過重，導(dǎo)致航天員無法負(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。
李競(jìng)：我覺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。
責(zé)編：微科普