未来的家园——火星基地
地球的左邻火星,颜色荧荧像火,出没无常,显得非常神秘,我国古代称其为“荧惑”。100多年前,人们
发现火星两极白色冰帽夏季缩小,冬季扩大。另外火星的两颗近距离的小卫星和火星上的河流状的暗色条纹,被认为有可能是人工所为,这使得“火星人”之说盛极一时。虽然后来的探测证实,两颗小卫星是天然卫星,暗色条纹不是运河,没有火星人存在,但火星上有低级生命的说法仍不绝于耳。因此,航天时代初始,科学家们就急不可待地要用航天器近距离地对火星进行探测,并让航天器登陆进行生命检测,但因技术不稳定,探测结果很难定论。随着20世纪90年代开始的新一轮深入探测,不仅火星生命之谜终将被揭开,而且将为开发火星,建设火星驻人基地打好基础。
火星与地球每隔约780天相遇在太阳的同一侧,最近距离约7900万千米。1960年9~10月是火星与地球相距最近的时期,前苏联于此期间三次发射火星探测器,但都失败了。到下一个会合周期,即1962年11月,前苏联又有两次发射,其中一次发射失败,而“火星1”号虽发射成功,却于4个月后电波中断。
再到下一个会合周期,即1964年11月,美国进行了几次发射,其中11月28日的“水手4”号发射成功,此探测器于1965年7月15日从距离火星9280千米处通过,拍摄了22张火星照片,测量了火星的大气参数。1969年2~3月,美国发射“水手6”号和“水手7”号成功,分别从相距火星3410千米和3200千米上通过火星,拍摄了照片和作了大气测量。

1971年5月,美国在发射“水手8”号失败后成功发射“水手9”号,“水手9”号于1971年11月14日成为火星的人造卫星,绕火星飞行近1年,发回7329幅火星图像和大量数据。在这个会全周期中,前苏联也成功发射“火星2”和“火星3”号,它们都成为火星的人造卫星,并向火星投放着陆器,但未发回信息。
1973年7~8月间,前苏联发射成功“火星4”、“火星5”、“火星6”、“火星7”号,其中“火星5”号成为火星的卫星并发回火星表面照片。
1975年8月20日,美国发射“海盗1”号成功,接着于9月9日又成功地发射“海盗2”号。它们分别于1976年6月19日和8月7日进入绕火星飞行的轨道,然后放出着陆舱,对火星的土壤进行了三项生命检测实验。一是光合实验,检验二氧化碳、水在阳光下是否有制造复杂有机物的活性;二是代谢机能实验,检测土壤样品在给以营养物后,是否有进行新陈代谢的细胞存在;三是气体交换实验,即将土壤样品放在培养基内,然后不断
地分析其中氢、氮、氧、二氧化碳及甲烷等万分的变化情况,检测是否有进行呼吸活动的微生物。遗憾的是没有发现任何生命存在的迹象。1996年8月6日,美国宇航局的科学家宣布,他们在地球南极的一块火星陨石上发现单细胞化石,说明36亿年前火星上就有单细胞生命,这使火星生命之说再次升温,同时这也加速了对火星的新一轮探测。
1996年11月7日,美国发射“火星全球勘测者”成功,但俄罗斯在11月16日发射“火星96”失败了。同年12月4日,美国又成功发射“火星开拓者”,1997年7月4日在火星表面着陆携带的小型火星车,即索杰纳
机器人对火星岩石成分进行了分析。美国在火星与地球以后的几个会合周期内,还将发射多个火星探测器,并将取回火星样品。这些探测,将揭开火星生命之谜。
人们设想,在“阿波罗”登月50周年(2019年)以前载人火星飞行。然后在火星上建立初步的驻人基地,到2035年前后建成永久性的基地。但是,火星大气密度只有地球大气的1%,而且主要成分是二氧化碳,氧气极其稀少,也没有臭氧层阻挡太阳辐射;火星表面上没有液态水,温度低、温差大,不宜种植农作物和养育牲畜;火星重力只有地球重力的1/3。因此,在火星上建立驻人基地,开发火星,首先要解决空气、水、食物、辐射防护和重力适应这五个基本问题。
火星驻人基地一旦建立,在进一步开发火星的过程中,地球和火星之间的交通将会变得频繁,用一种航天器在地球——火星之间直飞,是非曲直很不经济的。因为起飞和降落的加速和减速需要消耗大量的能量,同时,在太空飞行时,航天器飞经大气层时的复杂设备亦毫无用处。科学家们设想采用分段接力式的方法进行,在绕地球和火星的轨道上设航天港建造巡天飞船在航天港之间循环往复飞行,地球和火星到航天港之间的交通任务,则由专门的航天器来承担。
注:图1火星
2“海盗”号探测器的着陆舱[6]
3设想中的未来火星登陆器在火星登陆(太空画)[7]
4“火星开拓者”的火星探测器在火星表面工作的示意图(太空画)[8]