“你的音樂品味實(shí)在是太差了！”在太空中與“火星探測(cè)組指揮官”梅麗莎緊緊相擁時(shí)，“宇航員”馬克抱怨道。

　　令影迷期待已久的太空科幻大片《火星救援》終于在國(guó)內(nèi)上映。片中，6名首次登陸火星的宇航員遭遇風(fēng)暴，匆匆結(jié)束任務(wù)，混亂中馬克被留在火星，成為“太空魯賓遜”。幸運(yùn)的是，在各方努力下，他最終獲救回到地球。

　　獨(dú)自在火星上度過(guò)的500多天（火星日比地球日長(zhǎng)40分鐘左右）里，馬克是怎樣生存的？梅麗莎存在電腦里的迪斯科音樂顯然只能作為“精神食糧”，他更需要適宜的環(huán)境和物質(zhì)條件。結(jié)合片中的科技元素，中科院國(guó)家天文臺(tái)副研究員、科普專家鄭永春向記者介紹了火星上的生存之道。

　　防輻射是重大難題

　　居住艙具有溫度、濕度和空氣調(diào)節(jié)功能，是馬克在火星上的家，也是他得以生存下來(lái)的重要保障。鄭永春認(rèn)為，這是人類探索火星之前必須解決的重要前提。

　　他介紹說(shuō)，NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）已建立火星生存模擬系統(tǒng)，對(duì)航天員進(jìn)行訓(xùn)練，為在火星長(zhǎng)期生存做準(zhǔn)備。該系統(tǒng)擁有獨(dú)立的生命保障系統(tǒng)，分為上下兩層，包括起居間、工作站及模擬氣閘艙。目前這套系統(tǒng)還在進(jìn)一步改進(jìn)。

　　而對(duì)于火星輻射，影片中描述得較少。鄭永春表示，火星上輻射太強(qiáng)，人類還沒研發(fā)出適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)手段。

　　他介紹，在前往火星的途中，航天員主要面臨兩類危害健康的輻射粒子。一類是劑量較低但長(zhǎng)期存在的銀河宇宙射線，能量高、穿透性強(qiáng)，普通飛船外殼基本無(wú)法阻止，即使是30厘米厚的鋁板，防護(hù)效果也極為有限；另一類是太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射時(shí)產(chǎn)生的太陽(yáng)高能粒子，通常是指能量為數(shù)百兆電子伏特的質(zhì)子，其能量比銀河宇宙射線低得多，持續(xù)時(shí)間較短，利用飛船外殼可以進(jìn)行有效防護(hù)?！拔磥?lái)的載人火星飛船很可能會(huì)配備一間‘太陽(yáng)風(fēng)暴庇護(hù)所’，在太陽(yáng)風(fēng)暴發(fā)生時(shí)抵御高能粒子?！彼f(shuō)。

　　為了給航天員設(shè)計(jì)有效的輻射防護(hù)系統(tǒng)，科學(xué)家已開展了對(duì)火星輻射環(huán)境的探索。2011年發(fā)射的好奇號(hào)火星車搭載了一臺(tái)輻射評(píng)估探測(cè)器（RAD），目的就是為載人火星旅行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。按照RAD的測(cè)量數(shù)據(jù)，航天員在火星上接受的累計(jì)輻射劑量，相當(dāng)于每星期接受一次全身CT掃描。

　　鄭永春說(shuō)，隨著科技的進(jìn)步，未來(lái)或許能發(fā)現(xiàn)一些新型輕質(zhì)材料，具有比鋁板更好的防護(hù)效果。但即使找到這種材料，也只能降低部分輻射劑量，穿透防護(hù)材料的射線仍會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。

　　因此，防輻射是航天員登陸火星面臨的重大難題?！艾F(xiàn)實(shí)的選擇是就地利用火星土壤，加入粘結(jié)劑固結(jié)成型，或填充在包裝物里?！彼f(shuō)，“一定厚度的土壤能有效降低太空輻射對(duì)航天員的危害?！?/p>

　　再生水回收系統(tǒng)必不可少

　　水是生命之源。鄭永春說(shuō)，火星上曾經(jīng)有過(guò)河流和湖泊，但現(xiàn)在的火星上尚未找到可用的水源。NASA不久前宣布發(fā)現(xiàn)的火星液態(tài)水，只是含有高氯酸鹽的有毒鹵水，分布在少數(shù)火星撞擊坑陡坡上。要在火星生存，再生水回收系統(tǒng)必不可少。

　　影片中，馬克研發(fā)了一套再生水回收系統(tǒng)，盡可能收集居住艙內(nèi)的所有水氣，讓自己得以生存。

　　鄭永春介紹，再生水回收系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)際空間站上得到了成功應(yīng)用。在國(guó)際空間站，不會(huì)有任何一滴汗水、眼淚或尿液被浪費(fèi)。這種新的凈水系統(tǒng)被稱為“水膜”，利用納米技術(shù)和調(diào)節(jié)生物體水分的蛋白質(zhì)技術(shù)，可以將汗液、尿液等廢水轉(zhuǎn)化為可飲用水。有位航天員曾說(shuō)：“在國(guó)際空間站，我今天喝的咖啡就源自昨天喝下去的咖啡。”個(gè)中含義你懂的，在荒野求生紀(jì)錄片里，很多人靠喝尿液才得以生存，其實(shí)這一幕每天都在國(guó)際空間站上演。

　　外星生存還有一項(xiàng)重要條件：氧氣。沒有氧氣，馬克無(wú)法隨意進(jìn)行艙外活動(dòng)，他必須隨身攜帶氧氣補(bǔ)給。鄭永春表示，如果未來(lái)人類要在月球生存，所需氧氣或許要依靠鈦鐵礦和氫氣的氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)水，然后用水來(lái)電解產(chǎn)生氧氣?；鹦巧嫠璧难鯕庖瞾?lái)自于水的分解，以電解方式分離水分子中的氧氣和氫氣，這套制氧設(shè)備已經(jīng)成功用于國(guó)際空間站。氧氣釋放到空氣中用于維持生命，氫氣則進(jìn)入制水循環(huán)系統(tǒng)。

　　耕種火星農(nóng)業(yè)試驗(yàn)田

　　航天專家、《國(guó)際太空》雜志執(zhí)行主編龐之浩介紹，NASA已準(zhǔn)備為探索火星組建團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)里每個(gè)人都得有一手“絕活”。

　　龐之浩說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)要有技術(shù)高超的駕駛員，能夠應(yīng)對(duì)飛船在飛行、著陸時(shí)可能遇到的困難；要有全能醫(yī)生，從外科、內(nèi)科到牙科都比較了解，如果有女航天員，還得懂婦科；要有全能的工程師，保證飛船各系統(tǒng)乃至艙外航天服都正常工作；要有全能科學(xué)家，懂地質(zhì)、化學(xué)、氣候等，以擔(dān)負(fù)科學(xué)考察任務(wù)?！斑@四種專業(yè)人才，將是探索火星的基本配置?！?/p>

　　照此看來(lái)，馬克算不上團(tuán)隊(duì)里的核心成員。重新和乘組取得聯(lián)系后，隊(duì)友也在表達(dá)思念之余不忘調(diào)侃：“我們得輪流分擔(dān)你的工作。不過(guò)，不就是些農(nóng)活么？”

　　然而馬克的絕活對(duì)他的生存功不可沒?！靶液梦沂侵参飳W(xué)家?！弊叱鲎畛醯慕^望后，他對(duì)著視頻記錄儀咆哮道，“火星將懼怕植物的力量！”然后他決定給自己種糧食。

　　種植作物，先要培養(yǎng)土壤。鄭永春介紹，火星土壤與地球土壤的物質(zhì)組成基本相同，但地球土壤里有微生物群落，火星土壤中卻沒有，而某些特定養(yǎng)分只能通過(guò)微生物來(lái)提供。

　　影片中，馬克把所有能找到的有機(jī)物都儲(chǔ)存起來(lái)，甚至出艙撿回了隊(duì)友的糞便。按照劇情設(shè)計(jì)，航天員的糞便經(jīng)脫水、滅菌后裝進(jìn)密封袋，遺棄到火星表面，雖然已不含微生物，但含有復(fù)雜的蛋白質(zhì)。此時(shí)它們發(fā)揮了重要作用。馬克把它們裝進(jìn)容器，加水并加入自己的糞便后，微生物大量繁殖，隨后加入火星土壤以及攜帶的地球土壤，讓地球土壤中的微生物感染火星土壤。一周后，火星土壤就被改造成充滿微生物的地球土壤，此后每周被改造的土壤規(guī)模都能增加一倍。

　　土壤搞定了，馬克開始從食品中尋找可以種植的作物，要獲取熱量，土豆是最佳選擇。盡管后來(lái)他的農(nóng)田在一次意外中毀掉了，但已經(jīng)收獲的土豆加上居住艙內(nèi)的食物儲(chǔ)備，最終讓他撐到救援到來(lái)。

　　“種植農(nóng)作物是太空探索和火星探測(cè)的重要項(xiàng)目?！编嵱来航榻B，今年國(guó)際空間站上已成功栽培出新鮮蔬菜。蔬菜是空間站上極具開發(fā)潛力的新鮮食材，只要用有色光線控制，就能乖乖生長(zhǎng)，其中生菜最容易種植。

　　而在火星上種植，需要篩選適應(yīng)火星環(huán)境的作物。他表示，在火星上種植作物，不僅可以滿足航天員的營(yíng)養(yǎng)需求，還能大大減少?gòu)牡厍蛏线\(yùn)來(lái)的物資，降低任務(wù)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和成本。

　　記者了解到，火星的自然環(huán)境與地球最相似，是太陽(yáng)系中唯一經(jīng)改造后適合人類長(zhǎng)期居住的天體。美、俄、歐空局等早就開始醞釀?shì)d人登陸火星計(jì)劃，中國(guó)也正在積極規(guī)劃自主火星探測(cè)。當(dāng)前，重型運(yùn)載火箭和新一代載人飛船的性能顯著提升，載人登陸火星不再是紙上談兵，人類有望在未來(lái)20年（2035年）左右首次登陸火星表面，航天員乘組很可能是多國(guó)合作的“聯(lián)合國(guó)際”航天員。人類登陸火星后，將朝著建立火星前哨站、改造火星環(huán)境、火星移民的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)逐步邁進(jìn)。

　　“從某種程度來(lái)講，《火星救援》并非科幻，而是展現(xiàn)20年后的現(xiàn)實(shí)世界?！编嵱来赫f(shuō)。

　?。萍既?qǐng)?bào)北京11月25日電）