星際殖民時(shí)代即將到來(lái)，你愿意去火星還是水星？

人類移民火星是當(dāng)今一個(gè)熱門話題，尤其是鋼鐵俠馬斯克建造出了巨大星艦，提出未來(lái)五十年內(nèi)送一百萬(wàn)人去火星，還揚(yáng)言自己也要死在火星埋在火星上。馬斯克這些雄心勃勃的計(jì)劃，讓星際殖民這種很夢(mèng)幻的事情，變得越來(lái)越真實(shí)起來(lái)。

地球在廣袤的宇宙中就像一粒塵埃，而在這粒塵埃上面卻已經(jīng)繁衍了無(wú)數(shù)的生命，包括八十億人類。這粒渺小的塵埃隨時(shí)都有可能被毀滅，人類文明就會(huì)終結(jié)。導(dǎo)致地球毀滅的可能性很多，包括太陽(yáng)極端事件、伽馬射線暴、小行星撞擊、黑洞入侵等宇宙事件，甚至包括地球自身的巨大地質(zhì)災(zāi)難、極端氣候變化、瘟疫病毒襲擊等等。迄今為止，人類根本無(wú)法抗拒這類事件，因此，毀滅總有一天會(huì)發(fā)生。

現(xiàn)在，整個(gè)人類就像一堆雞蛋，裝在地球這樣一個(gè)籃子里。

一群有遠(yuǎn)見(jiàn)的科學(xué)家們?cè)缇蛯?duì)此表現(xiàn)出憂心忡忡，為了避免人類毀滅，正在設(shè)法將地球這筐人類雞蛋設(shè)法分散開(kāi)來(lái)，具體做法就是盡快實(shí)現(xiàn)星際移民，將人類和其他重要的生命種子播撒到其他星球。這樣，那些毀滅事件導(dǎo)致人類文明全部湮滅的可能性就大大降低。

但人類現(xiàn)階段的科技能力，在較長(zhǎng)一段可預(yù)期的時(shí)間里，還無(wú)法脫離太陽(yáng)系，只能夠在附近的行星或衛(wèi)星選擇殖民點(diǎn)。在太陽(yáng)系八大行星中，四顆氣態(tài)行星在目前認(rèn)知里是無(wú)法殖民人類的，除了地球本身的另外三顆類地行星，金星經(jīng)探測(cè)被證實(shí)是一個(gè)地獄般的世界，至少目前無(wú)法宜居，那么只?；鹦呛退橇恕?/p>

而火星則被認(rèn)為是最像地球的行星，自然而然就成為人類首選的星際殖民地。

說(shuō)火星最像地球，主要表現(xiàn)在這么幾個(gè)方面：第一，是和地球一樣的巖石行星，地表有一層堅(jiān)硬的巖石地殼；第二，有晝夜之分，且自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)37分22.7秒，和地球差不多；第三，有大氣層和水，這是地球類生命生存的必備條件；第四，自轉(zhuǎn)軸傾角為25.2°，與地球23.5°差不太多，這樣就也有了一年四季。

但這幾個(gè)簡(jiǎn)單的指標(biāo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足地球生命的生存需要的。其實(shí)，說(shuō)火星與地球最像，是相對(duì)其他七大行星而言，具體與地球比較，那里的環(huán)境與地球還是有著天差地別。比如大氣，濃度只有地球約1%，大氣成分95%以上是二氧化碳；火星平均氣溫為零下63攝氏度，赤道晝夜溫差都達(dá)到100攝氏度，而地球平均氣溫約為15攝氏度，赤道晝夜溫差在10攝氏度以內(nèi)；火星有水，但是以固態(tài)水冰的形式存在于地下，且主要在極地，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)液態(tài)水。

還有，火星體積和質(zhì)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地球，直徑為6779公里，約為地球的一半多點(diǎn)，質(zhì)量為6.4171*10^23公斤，只有地球約十分之一多點(diǎn)。這樣，火星重力只有地球的百分之三十八，人在上面會(huì)感到很輕，這對(duì)生物的生存和生長(zhǎng)都會(huì)產(chǎn)生重大影響；由于大氣稀薄，難以抵擋太陽(yáng)風(fēng)以及宇宙射線的襲擊，地表輻射強(qiáng)度要比地球大兩百六十多倍，生物無(wú)法在暴露環(huán)境中存活。

因此，人類移民火星，不但要解決遠(yuǎn)距離太空旅途問(wèn)題，還要解決如何在火星上生存問(wèn)題。最好的辦法就是對(duì)火星實(shí)施改造，讓那里也變成山清水秀的地球模樣，未來(lái)或許能做到這一點(diǎn)，但絕非一日之功，可能要成百上千代人類子孫或火星人子孫的不懈奮斗。

在人們關(guān)注火星的同時(shí)，似乎遺忘了在太陽(yáng)系還有一個(gè)星球，或許也值得一試，這就是水星。

在人們的一般認(rèn)識(shí)中，水星是最小的一顆行星，又距離太陽(yáng)太近，就像一顆被太陽(yáng)炙烤著的土豆，早就燒焦了。因此，水星似乎與人類星際殖民這個(gè)話題格格不入。事實(shí)上，人類對(duì)水星的考察也是八大行星中最少的。究其原因，主要是水星距離太陽(yáng)太近，時(shí)常隱藏在太陽(yáng)巨大光輝里，很難觀測(cè)，要去那里則更難，弄不好就被熾熱高溫?zé)龤?，或者被太?yáng)巨大引力吞噬掉。

即便如此，還是有一群科學(xué)家沒(méi)有放棄，一直在孜孜不倦地在設(shè)法弄清這顆小不點(diǎn)的奧秘。水星只比月球稍大些，直徑為4880公里，約為地球的二點(diǎn)六分之一；質(zhì)量約3.3*10^23公斤，體積和質(zhì)量都是約為地球十八分之一。

這么一個(gè)小小寰球，卻在距離太陽(yáng)只有五六千萬(wàn)公里的軌道上公轉(zhuǎn)，強(qiáng)烈的輻射讓水星向陽(yáng)一面（白天）地表溫度高達(dá)428攝氏度；由于沒(méi)有大氣保溫，背陰一面（夜晚）溫度又低至零下190攝氏度，溫差達(dá)到可怕的六百多攝氏度。這樣一個(gè)環(huán)境殘酷的星球，怎么可能成為人類未來(lái)的家園呢？

但科學(xué)家們經(jīng)過(guò)持久不懈的觀測(cè)，終于發(fā)現(xiàn)那里一些驚人的奧秘：

在水星極地深坑里有一些區(qū)域永遠(yuǎn)不會(huì)被太陽(yáng)照射到，溫度長(zhǎng)年維持在零下170攝氏度以下，那些永久陰影處可能存在水冰。觀測(cè)雷達(dá)收到了那個(gè)區(qū)域強(qiáng)烈的反射斑點(diǎn)，科學(xué)家們相信這可能就是水冰存在的證據(jù)。經(jīng)測(cè)算，水冰數(shù)量達(dá)到10^14~15公斤之多，也就是那里的水資源最多可達(dá)一萬(wàn)億噸。

同時(shí)，雖然說(shuō)水星沒(méi)有大氣，但并非絕對(duì)。水星由于太小又太熱，其引力和強(qiáng)烈太陽(yáng)風(fēng)讓它不足以長(zhǎng)期留住大氣，但迄今為止，在其表面的外逸層還是殘留著一些稀薄的大氣，這些大氣成分包含氫、氦、氧、硫、鈣、鉀、鎂等等。

水星密度達(dá)到5.427克/cm3，在太陽(yáng)系所有行星天體中，僅稍微次于地球，是因?yàn)槠溆幸粋€(gè)巨大鐵核，占據(jù)了水星整體質(zhì)量的60%，達(dá)2萬(wàn)億億噸之多。按地球現(xiàn)在的開(kāi)采速度，足夠人類開(kāi)采上千億年。加上水星地殼中多種礦物元素，可以提供人類生產(chǎn)生活的必要原材料。

因此，從這些新發(fā)現(xiàn)來(lái)看，水星也并非是一顆完全不宜居之地。經(jīng)望遠(yuǎn)鏡和雷達(dá)遙測(cè)以及探測(cè)器探測(cè)，水星除了沒(méi)有液態(tài)水，其地貌與地球差不多，有高聳的山脊也有巨大的峽谷溝壑，有深沉的盆地也有廣闊的平原。當(dāng)然，這些地域并不適合人類定居。科學(xué)研究認(rèn)為，只有在南北極地那些永久陰影處的恒溫區(qū)域，才有可能成為人類的安居之地。

水星由于距離太陽(yáng)很近，太陽(yáng)能源取之不盡用之不竭，這是任何星球都不具備的得天獨(dú)厚條件；有了能源，又有了水，還有各種礦物資源，就能夠制造出人類需要的氧氣和食物。因此，水星就很有可能成為人類在可預(yù)期未來(lái)的殖民地之一了。

有一種科學(xué)思路認(rèn)為，在水星軌道上安置巨大的太陽(yáng)能反射鏡，將陽(yáng)光反射到極地環(huán)形山的底部，讓那里升溫，使冰凍水融化；還要用透明材料將整個(gè)定居點(diǎn)封閉起來(lái)，形成一個(gè)密閉的生態(tài)空間。這個(gè)穹頂既能夠?qū)?qiáng)烈的輻射隔離掉，又能夠讓空氣和陽(yáng)光充滿整個(gè)空間，讓里面保持適宜的溫度，生物能夠進(jìn)行良好的光合作用。這樣，水星就成了一塊風(fēng)水寶地，能夠讓人類在那里安居樂(lè)業(yè)。

當(dāng)然，這一切都需要等到科技水平具備實(shí)現(xiàn)星際移民的條件，其中包括到達(dá)附近星球的空間運(yùn)輸能力，在外星球上建造人類居住點(diǎn)的能力，利用外星球環(huán)境條件開(kāi)發(fā)生命生存生活所必須物質(zhì)條件的能力。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，科學(xué)探索一直在進(jìn)行。迄今為止，人類已經(jīng)發(fā)射了行星探測(cè)器120余艘，對(duì)太陽(yáng)系所有行星都反復(fù)探測(cè)過(guò)多次。但對(duì)水星發(fā)射的探測(cè)器只有三艘，其中有兩艘由美國(guó)NASA研制，即水星10號(hào)于1973年發(fā)射，信使號(hào)于2004年發(fā)射；還有一艘由歐空局和日本航天局聯(lián)合研制，叫貝皮可倫坡號(hào)（BepiColombo），于2018年發(fā)射。

這些探測(cè)器為人類了解水星作出了卓越貢獻(xiàn)。前兩艘已經(jīng)完成了探測(cè)任務(wù)，燃料消耗殆盡。其中水星10號(hào)1975年就中斷了聯(lián)系，成為一顆環(huán)繞太陽(yáng)軌道的失控衛(wèi)星，依靠慣性每隔幾個(gè)月接近水星一次，但已經(jīng)無(wú)法執(zhí)行任何任務(wù)和反饋任何消息；信使號(hào)于北京時(shí)間2015年5月1日凌晨3點(diǎn)26分，以撞擊水星的方式完成其探測(cè)使命，在水星北極附近留下了一個(gè)直徑約15米的撞擊坑，并長(zhǎng)眠在那里。

貝皮可倫坡號(hào)探測(cè)器則依然在任務(wù)執(zhí)行中，如果不出意外的話，將在2025年進(jìn)入環(huán)水星軌道，分別釋放出兩個(gè)探測(cè)裝置，即水星磁層軌道飛行器（MMO)和水星行星軌道飛行器(MPO)。這兩個(gè)探測(cè)裝置將繼承水星10號(hào)和信使號(hào)未竟的探測(cè)任務(wù)，繼續(xù)弄清弄細(xì)水星的狀況。其中MMO將通過(guò)攜帶的磁力計(jì)、等離子粒子實(shí)驗(yàn)設(shè)備、鈉大氣光譜繪圖儀、塵埃監(jiān)視器等設(shè)備，探測(cè)水星磁場(chǎng)和太陽(yáng)風(fēng)狀態(tài)，以及它們之間相互作用；MPO則通過(guò)攜帶的光譜儀，通過(guò)紅外線、紫外線、X射線和伽馬射線等各個(gè)不同電磁波段，探測(cè)研究水星的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

雖然正式的探測(cè)任務(wù)要到2025年才能開(kāi)展，但貝皮可倫坡號(hào)已經(jīng)于2021年就掠過(guò)了水星，最近已經(jīng)是第五次掠過(guò)了，距離水星表面最近時(shí)只有236km，拍攝傳回了有史以來(lái)水星表面最高清圖像，對(duì)人類認(rèn)識(shí)水星增添了新的證據(jù)。

有人可能會(huì)問(wèn)，既然早就到了水星，為啥不早些進(jìn)入軌道進(jìn)行工作，還要在太空晃悠那么多年呢？其實(shí)這就涉及到內(nèi)行星探測(cè)的難度了?？雌饋?lái)從地球到水星最近時(shí)還沒(méi)有一億公里，但真正要飛進(jìn)水星軌道卻要在太空中遨游八九十億公里，迂回許久才能成功。

水星屬于內(nèi)行星，所謂內(nèi)行星就是公轉(zhuǎn)軌道在地球內(nèi)側(cè)靠太陽(yáng)方向。發(fā)射探測(cè)器時(shí)前往外行星（公轉(zhuǎn)軌道在地球外側(cè)遠(yuǎn)離太陽(yáng)方向）與內(nèi)行星的機(jī)制是不一樣的，其中最大的不同，就是由于太陽(yáng)引力作用，往外行星方向速度會(huì)越來(lái)越慢，而朝著內(nèi)行星方向則會(huì)越來(lái)越快。這是因?yàn)槿ネ庑行鞘欠粗?yáng)方向飛，而去內(nèi)行星是朝著太陽(yáng)方向飛。

有人又會(huì)說(shuō)，這不是好事嗎，去水星這種內(nèi)行星不是會(huì)省許多燃料嗎，飛得越來(lái)越快不是會(huì)更早到達(dá)嗎？這種邏輯看起來(lái)沒(méi)錯(cuò)，但一個(gè)需要解決的問(wèn)題就是如果越來(lái)越快，到了水星怎么能停住呢？在太空真空中沒(méi)有任何阻力，要減慢速度只能依靠火箭反推，這就需要大量燃料。而任何探測(cè)器如果裝載那么多燃料和巨大的反推發(fā)動(dòng)機(jī)，就沒(méi)辦法起飛和遠(yuǎn)航了。

因此，如何實(shí)現(xiàn)剎車停留在水星軌道呢？只能采用引力彈弓效應(yīng)，就是利用行星引力拉住探測(cè)器，漸漸到達(dá)預(yù)定軌道。天體的引力彈弓效應(yīng)很奇妙，既可以為飛船加速，也可以為飛船減速或剎車，關(guān)鍵是到達(dá)需要利用的天體時(shí)，調(diào)校好切入角度。探測(cè)器所攜帶的有限燃料，主要就是用于變軌調(diào)校。

發(fā)射任何行星探測(cè)器都需要達(dá)到脫離地球的第二宇宙速度，也就是每秒約11.2公里，脫離地球引力后，朝著水星飛又會(huì)受到太陽(yáng)引力拉扯越來(lái)越快，速度最高時(shí)可達(dá)到每秒60公里，而進(jìn)入水星環(huán)繞軌道的速度則要降到每秒3公里以下。既然無(wú)法攜帶燃料剎車，單純依靠行星引力剎車就需要時(shí)間了。因此，發(fā)射探測(cè)器飛往距離我們較近的水星所需時(shí)間，和前往距離遠(yuǎn)六七倍的木星所花費(fèi)的時(shí)間差不多。

按規(guī)劃，貝皮可倫坡號(hào)在發(fā)射后的七年時(shí)間里，要利用引力彈弓效應(yīng)剎車9次，其中利用地球1次，金星2次，水星6次，剛發(fā)射離開(kāi)地球后就利用地球“剎”了一次，路過(guò)金星時(shí)“剎”了一次，到達(dá)水星后又“剎”了一次，繞了水星一圈返回金星又“剎”了一次，最近路過(guò)水星又“剎”了一次，現(xiàn)在已經(jīng)“剎”了五次車了。目前，貝皮可倫坡號(hào)已經(jīng)是繞著水星飛了，但繞的這個(gè)橢圓軌道圈還很大，還要“剎”四次車，才能到達(dá)預(yù)定的水星環(huán)繞軌道。

這就是貝皮可倫坡號(hào)在七年多深空航行中，要飛行約90億公里的原因。這艘探測(cè)器將于2025年12月5日進(jìn)入預(yù)定軌道，2026年開(kāi)始執(zhí)行探測(cè)任務(wù)，2028年5月結(jié)束任務(wù)。由此我們可以看出，星際探索實(shí)在是非常艱難而高科技的任務(wù)。我們期待貝皮可倫坡號(hào)對(duì)水星有更多驚人的發(fā)現(xiàn)，為人類探索開(kāi)發(fā)未來(lái)避難所立下新功。

這些探索可以認(rèn)為是人類星際殖民的前奏，而火星或水星的星際殖民工程或很快就會(huì)啟動(dòng)，本世紀(jì)必將進(jìn)入人類的星際移民時(shí)代。我們這一代人大概率無(wú)緣前往外星球，但我們子孫就有了成為星際新人類的概率，那么，你是更希望他們成為火星人還是水星人呢？歡迎說(shuō)出你的想法，留給子孫印證。

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