自NASA成立以來,用在航空航天事業上的支出已經接近6500億美元,如果加以通脹進行調整,這個數字將接近1.19萬億美元。我們可能已經很難想象“萬億”這個數量級的數字有什麼概念了。但是,從阿波羅時代,就開始有人質疑是否應該把這樣的資源專注在解決地球饑荒、戰爭、環境保護上,關於人類探索宇宙的爭論,可以說從未停止。
二月,是一個名副其實的火星月,三個國家集聚火星,上演一場現實版的太空競賽,我們不妨以此為契機,一起回到過去,看看在這路漫漫的千年間,從人類最初對於那顆周身橙紅的星球的幻想,到認知,到征服的這樣一個過程中,究竟探索的意義在何方?人間值不值得我們都還爭論個沒完,火星它就值得麼?
天地玄黃,宇宙洪荒
人類頭頂上的天空一直都代表著對宇宙萬物的哲思和對永恆深邃的嚮往。
自古以來,火星肉眼可見,中西方文化的差異導致對於這顆行星的認識截然不同。
在中國古代,火星被當做戰爭、瘟疫等等各種災難的象徵,被視為不祥之物;而我們現在看起來一個普通的天象,在古代被叫做【熒惑守心】,被認為是古代星占學中最兇的天象,意欲著皇室面臨重大威脅,大大的不詳之兆。熒惑守心甚至也成為了政治鬥爭中無節操擊垮對手的理由,比如西漢丞相翟方進,最終被漢成帝賜了毒酒。
火星能成為一種不詳的象徵,其實都是源自其軌跡變化多端和難以預測的特點。有時候往前走,有時候往後退,所以火星的位置、亮度、顏色在當時的天文條件下都極其捉摸不透。這些特點,在現在看來,早就能很好的科學解釋並加以利用去往火星的發射視窗期。
在古希臘文明和古羅馬文明中,火星也都被賦予死亡、戰爭和災難的象徵意義;希臘人用戰爭Ares來命名火星,並且後人發現的兩顆衛星,Phobos(火衛一)和Deimos(火衛二),也是希臘神話中戰神兩個兒子的名字,意為“害怕”、“恐怖”。
古羅馬也相應用戰神Mars來命名,不過在這裡,他們對戰神的態度發生了轉變,從一個原本只意味戰爭的神變成了象徵勝利和輝煌的神,甚至帶有敬畏的尊崇。
而他們也同時觀測到的火星逆行現象,這種發現,卻對當時天文學的發展,起到了劃時代的意義,引領者天文學向正確的方向發展。天文學家們發現諸如火星逆行、土星逆行此類的現象,顯然有悖於萬物圍繞地球做圓周運動,日心說,便由此成為了普通人的基礎認知。
瑩瑩之火,令人神往
幻想從未停止,自然探索的腳步也不會放慢。
天文望遠鏡的不斷改進,我們對於火星的外觀的瞭解也逐漸變得輪廓可晰。隨之,對於火星是否存在生命乃至文明的興趣就愈發濃厚。
一直到航天技術的發展,這種原本處於純粹探索的意義,變得激進和具有殺傷力,一切皆因戰爭起。1960年開始,美蘇的航天競賽,也是生死競速,翻開了野心與哀歌的篇章。
這裡想補充的是,其實最早,金星才是那顆耀眼星球的首選,然而,無論從各個角度,金星都被驗證了沒有開發價值,並且難以探索;蘇聯折戟於此,美國也層發射過幾個探測器就全然放棄;有人曾開玩笑說,金星表面的任何一個地方,任何生命和BBQ之間就差那麼點孜然粉,還是燒糊了的孜然粉。所以,作為太陽系內部,另一個處於宜居帶上的火星,自然也就成了唯一的選擇。
蘇聯最早開始火星探索計劃,幾乎都以失敗告終;曾一時輝煌無比的航天事業,在火星這裡,如同魔咒一般,成了一道道難以逾越的坎。
1960年的先行者,火星一號和二號,秘密發射升空,但最終連地球軌道都沒有能達到;
1969年發射的兩枚探測器,情況更糟,第一枚在發射後7分鐘因發動機故障發生爆炸,而另一枚在發射後不到1分鐘就墜向了地面;
1971年,人類探測火星曆史上最忙碌的一年。蘇聯的火星2號3號可以說是為競賽做了雙保險;他們不僅包括一個環繞火星的軌道器,還有一個著陸器,和微小的火星車。然而,野心越大,失望越大,“第一”的遺憾,拱手相讓。
於是在下一個視窗期,也就是1973年,放手一搏,連續向火星發射了四枚探測器;最終都沒能成功完成任務,唯一的火星5號在進入環繞火星軌道拍到世界第一張火星彩照後停止工作。
回看NASA,在這場爭奪賽中,完成了許多“第一次”,可以說是壓倒性的勝利。
1964年,水手4號:人類第一個飛掠火星並傳回火星照片的探測器。雖然所有拍攝的影象,加在一起只是覆蓋了火星表面1%的範圍,依然具有劃時代意義,這讓人類第一次近距離看到了火星表面的樣子;荒涼而沉寂的表面,基本打破了人類對於火星人的幻想。
1971年,水手9號:人類第一個火星環繞器。僅就拍照這一項,一舉超過了之前所有火星探測器的拍攝總和。火星和兩顆火衛的大部分面目,一一暴露在了地球人的視野之下,火星最壯觀的水手峽谷,就是以水手9號命名的。
高光時刻,來自於1975年的火星發射視窗。如果說征服火星可以分為flyby(飛掠)、orbiter(環繞)、lander(著陸)、rover(巡視)四個階段的話,顯然這個時候,飛掠一撇和環繞軌道,已經不能滿足科學家的探索慾望,沒有什麼比真正著陸在火星表面,近距離的探測更讓人類心馳神往。
1975年,NASA先後發射了維京1號和維京2號(Viking):這也是人類頭兩個成功著陸火星並順利開展工作的探測器。在核電池的支援下,它們在任務期間拍攝了大量火星以及兩顆火衛表面的高畫質照片,覆蓋率更是高達火星表面積的97%,那張詭異的火星“人臉”的照片就來自於Viking1號手筆。
地球之外,宇宙無窮
20世紀70年代,因為太空競賽,兩個國家都消耗了太多元氣,取得的成果都只是探測荒漠般的月球、金星和火星表面;於是,科學家不得不把焦點轉回近地空間。
再到之後,就連太空競賽帶來的政治宣傳價值都越來越有限。這種感覺就好比,人們永遠會記得阿波羅11號登月艙順利降落月球表面時的萬人空巷,到了阿波羅17號,適逢聖誕,大家就可能更關心哪家商場打折力度更大。
各方都在1975年後逐漸放棄了火星探測活動,美蘇陷入了長時間的沉寂。然而,時間終將賦予我們重新思考和審視的機會,一旦重啟,就是全盛序幕的拉開。此時的航天發展政策和意義開始出現了變化,側重點逐漸放在了科學研究上面。
1992年的火星觀察者號,雖然這個花費8億美元的大專案宣告失敗,卻開啟了一個新的火星探測浪潮。
1996年,火星全球探勘者號環繞器發射成功,在長達9年的火星歲月裡,這顆探測器取得了諸多令人驚歎的科學成就。而在他工作期間,陸續為後來一系列探測計劃確定姿態、著陸地點,猶如一座燈塔,指引者一批又一批的勇往者。
雖然在20世紀的最後幾年,依舊在探測火星活動中遭遇重大挫折,但事實證明,我們也終將走出陰霾,迎來前所未有的燦爛輝煌。
天上宮闕,地下人間
在進入21世紀,僅僅20年中的幾個火星視窗期間:
我們見證了標誌著兩個航天大國成功合作的奧德賽號,搭載的伽馬射線譜儀首次在火星上探測到了氫的存在;
我們見證了歐空局成立之後的首戰成名 - 火星快車一號開掛式的科研發現,火星水冰的更多細節、疑似地下湖的發現、微弱的地質活動,也讓人們開始歡欣鼓舞;
我們見證了頂級“偵查”衛星 - 偵查軌道器,拍照精度超過了谷歌衛星地圖的解析度,也正因為這樣的精度,當他飛到曾經由Viking1號發現的“人臉”上空時,人類,鮮有的因為看得更加清楚,而變得更加失望;
我們見證了火星大氣專家 - MAVEN,地核冷卻、磁場變弱,一切皆不可逆,這意味著人類幾乎沒有整體改造火星大氣的可能,遲早有一天火星會變成幾乎真空的環境,最理想的情況也就是建立一個封閉的人類家園;
我們見證了超高性價比的曼加里安,用了不到NASA同類探測器預算十分之一的價格,證明了印度能夠自主研發航天器,並具有長期穩定工作的能力。
當然,還有更重要的,新時代應該賦予新的探測意義,21世紀,應該是屬於火星車(rover)的時代。
隨著1997年火星探路者號著陸器和旅居者號火星車的嶄露頭角,這讓科學家們意識到人類迫切的需要一個更加多功能、更加持久工作的火星車來登入火星。於是,一個又一個,以人類最終全面改造火星為目的打前站使命的火星車先後閃亮登場。
雙胞胎兄弟勇氣號和機遇號,在他們前往火星之前,美國遭遇了歷史上最嚴重的的恐怖襲擊,正如他們名字那樣,我們也會陷入恐懼,但終究越挫越勇。兩輛火星車原計劃工作時間都是90天,因為火星空氣中的沙塵會覆蓋滿太陽能電池板;然而超長的服役時間卻使他們成為了最優秀的火星車。勇氣號工作2269天,機遇號還要更幸運些,特殊的地形使「機遇號」在爬坡產生的震動和夜晚的強風,拂去了落在身上的灰塵;最終在試聯絡超過1000次沒有迴應後,宣佈了一個長達15年的探測計劃成功的結束。
2011年,創下當時最貴的一輛車 - 好奇號,奔往火星;雖然這個金額已經被毅力號打破,但當時投入金額高達驚人的25億美元,相當於40噸重的黃金,集所有先進航天技術和裝置為一身。好奇號也是第一輛採用核動力驅動的火星車,因此並不需要揹著巨大大太陽能電池板,如果人們願意,它可以一直前進,無論白天和黑夜。
2018年視窗期的唯一探測任務 - 洞察號,執行人類首次探究火星“內心深處”的奧秘,也就是內部地質演變情況的任務。這次的探測任務,還突破了以往傳統著陸器在著陸期間的延遲數小時的傳輸問題,微衛星的共同參與,驗證了新頻段的通訊技術,能讓洞察號著陸火星時,人類幾乎在第一時間得知它所有的工作情況。兩顆微衛星分別叫做wall-e 和eve,對,就是《機器人總動員》的兩位結伴而行的小可愛。
有時候,在整理這些資料的時候,會發現在很多細枝末節,都注入了太多人文關懷,並不會覺得這些探測器就只是一個個冰冷的裝載的人類先進理念和技術的機器,更多的,是承載著人類對於不斷探索精神、創新意志的敬佩,以及它們作為人探索火星的先行者,帶給我們極其寶貴豐富的遺產,披荊斬棘、一路前行,堪稱英雄。
日月星辰、人世繁華
幾乎世界上任何一個國家都有自己的火星夢想,火星探測夢也逐漸成為了我們很多普通人的夢想中的一部分。即使經過了那麼久的認知和探索,現在的火星還是一個荒漠行星,過程中無論經歷的挫敗、希望、興奮、痛苦,我們終究已經是進入一個百花齊放的火星探測時代。
今年的二月,美國、中國和阿聯酋三國於2020年夏天各自發射的火星探測器陸續抵達火星;下兩個火星視窗期各國千帆相競發,有日本提出的從火衛一取樣返回、飛掠火衛二的探測方案;首次探測就大獲成功的印度,也將發射曼加里安2號;未來已公佈計劃的,還有加拿大、芬蘭、韓國,紛紛入局。火星探測這場太空競賽,無疑將變得格外激烈,在這種競爭的激勵下,我們能看到的是,會更多的人將投身理論、科學和工程領域,而所帶來的科學技術爆發式的增長,又會反過來增強我們探索未知的勇氣和信念。
如果要問火星對我們來說,還有什麼意義?可想象的空間太大了。
可曾想過,大航海時代,哥倫布的起航探險,除了個人的探險精神之外,美洲豐富的土地資源、香料、內陸毛皮等財富,也是促使他踏上征程的重要原因;而此後的數百年,海上貿易成為商業核心。同樣,火星豐富的礦物、土地資源將促使國家,甚至私人企業家展開新的財富競爭,火星資源的所有權,行星際間的貿易,在未來都不是一個不可想象得圖景,當科幻走進現實,這些都不僅僅是航天技術領域新的突破,更是整個商業模式和人類生活方式的鉅變。
如果上升到人類價值的高度,那無論火星作為橋頭堡,還是成為我們進入外太陽系更廣闊領域的踏板,它都為人類提供了一個新的選擇,未來的百年,彼時的星空,不再會是遙遠的微光,可能每個人都可以思考自己是否更適合地球,還是懷揣著探險和革新,在火星上大展拳腳。
參考資料:書籍 - 《下一站火星》
書籍 -《趕往火星》
鄭永春 - 《漫漫征途:從月球到火星》
《NASA不間斷火星探索23年》
《人類火星探索史》
《天問——我們為什麼要探索火星?》