Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (旅行), 信区: Astronomy
标  题: 暗淡蓝点·十五、奇异世界的大门打开了　　
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年06月15日11:38:47 星期天), 站内信件

　　　 通向奇异世界的大门打开了。 
    　　　　　　 --梅尔维尔《白鲸》第一章(1851) 

　　在将来某个时候，说不定就在明后天，会有一个国家--更可能是一个国际联合
组织--要实施人类太空探测的下一个重大举措。它大概会绕过官僚机构，并有效地
运用现有的科学技术。它也许要使用超越目前的大口径化学燃烧火箭的新工艺。这
些新太空船的宇航员们将置身于新的世界上面。在那里将有第一个婴儿诞生。人们
开始使用那里的资源生活。我们就要踏上征途了。未来会记住我们。 

　　既令人好奇又雄伟庄严的，与我们仅一门之隔的火星，是宇航员或太空人可以
安全着陆的最近的行星。虽然有时火星会像新英格兰10月份那样暖和，但它却是一
个寒冷的地方，冷到它的稀薄的二氧化碳大气会在冬季结成干冰，降落在极区。 


　　它是我们用小望远镜可以看清表面的、离我们最近的行星。在整个太阳系中它
是最像地球的行星。除掉在近距处飞过之外，只有三次完全成功的火星探测，这就
是1971年的"水手9号"以及1976年的"海盗l号"和"海盗2号"。它们发现了一条很深
的断裂峡谷，其长度相当于从纽约到旧金山的距离；还发现了巨大的火山，其中最
大的超出火星平均表面8万英尺（约25千米)即几乎是地球上珠穆朗玛峰高度的3倍。
火星极区冰冠之内还有错综复杂的层状结构，就像打牌时乱丢在桌上的一大堆筹
码。这种层状结构可能是过去气候变迁留下的遗迹。在风吹过的沙尘在火星表面上
留下明、暗两种条纹，这提供了过去几十年和几个世纪火星上的高速风向和风速图。
可以看出有环绕星球的尘暴，还有若干奥秘难解的表面形态。 

　　还可以找到数以百计的、几十亿年前形成的蜿蜒曲折的峡道河床和峡谷网，它
们主要是在布满环形山的南方高地。它们表明火星早期的气候比较温和，这与地球
相似，而很不像现在在一层稀薄与寒冷的大气覆盖下的情景。有些古老河床好像是
被雨水冲刷过，有些在被地下水损毁后坍塌，也有些被地下冒出的大股洪水冲泻过。
今天干涸见沙的大撞击坑，以前有江河倾注，积水宽达上千千米。在古代注入火
星湖泊的大瀑布，可以使地球上任何瀑布都相形见绌。可能曾经有过深度达几百米
甚至1千米的浩瀚海洋，可是今天连它周围缓坡的海岸线也认不出来了。这本来是
一个值得我们去探测的行星，但我们毕竟迟了40亿年。① 

　　正好在同一时期，地球上早期的微生物出现了，并开始进化。由最基本的化学
原理，地球上的生命与水密切相关。我们人的身体约有3／4是水构成的。与古代地
球上从天空落下来的以及在空气与海洋中产生的同样种类的有机分子，也应当在古
代火星上聚积起来。是否可以认为，在早期地球上，生命很快就在水里出现了，但
是由于某种原因，在早期的火星上，生命在水里遭到抑制和约束?或许火星的海洋
里曾经挤满了生命--它们在那里漂浮、产卵、演变?有哪些奇形怪状的动物曾经在
火星的海洋中游过? 

　　不管在那些遥远岁月上演过什么历史剧，大约在38亿年前一切都乱套了。我们
可以看出，自那时起古代环形山受到的侵蚀突然开始变缓了。在大气变得稀薄的时
候，河流不再流动的时候，海洋开始于涸的时候，温度骤然下降的时候，生物只好
撤退到少数剩下的可以让它们栖息的地方去，也许是蜷缩在冰封的湖底，直到最后，
生物都灭绝了。组成这些生物的异域有机体，也许是按与地球生命截然不同的原
理形成的。这些生物的尸体和化石都处于深冻状态，等待着在遥远的未来会到达火
星的探测者去发掘。 

　 　　陨石是在地球上找到的其他天体的碎片。它们大部分是在火星轨道与木星
轨道之间绕太阳旋转的，为数众多的小行星相互碰撞产生的。但是也有少数陨石是
由于一个大流星高速撞上一个行星或小行星，砸出一个坑，并把凿开的表面物质抛
人太空而产生的。被抛射的岩石中极少的一部分，在千百万年后可能与另一个星球
相遇。 

　 　　在南极洲的荒凉冰地上到处散布着陨石，它们保存在低温状态下．直到最
近都没有被人动过。它们中间有一些叫做 SNC(读做"司尼克")陨石。②这种陨石有
一种初看起来几乎难以置信的奇怪特征：在它们的矿物与玻璃物质的内部有一点封
闭起来不受地球大气污染的气体。对这种气体进行分析后发现，原来它的化学成分
和同位素比值与火星上的空气刚好一样。我们不仅是由光谱分析，还从"海盗号"登
陆器在火星表面的直接测量，对火星空气有透彻的了解。SNC陨石来自火星!这几乎
使每个人都大吃一惊。 

　　这些陨石原先都曾被熔化过并再冷凝。对所有的SNC陨石用放射性元素测定年
代的结果表明，它们的原始岩石是在1.8亿年至13亿年前由岩浆冷凝形成的。后来
由于碰撞，它们从行星抛向太空。从它们在火星与地球之间的行星际旅途中有多长
时间受宇宙射线照射，我们可以知道它们的年龄--即多久以前它们从火星抛射出来。
在这个意义上说，它们的年龄是从70万年到1 　　000万年。因此，它们只是火
星历史最近的千分之一年代里的样品。 

　　它们所含的某些矿物质确切表明，它们曾一度在水里{并且是在温暖的液态水
里)浸泡过。从这些被温水浸过的矿物质可以知道，火星上(也许是遍布火星各处)
不久前不知什么缘故曾有过水。可能是由内部热能使地下冰层融化成水。但是，无
论水是从何而来，我们自然会怀疑生物是否已经完全灭绝。也许在我们的时代来临
之前，它们不知怎么地已经转移到地下湖泊里，或者甚至是表土之下的潮湿薄层里
继续生存。 

　　国家宇航局所属约翰逊空间飞行中心的地球化学家吉布森(Everett Gibson)和
卡尔松(Hal Karlsson)从一块SNC陨石中提取出一滴水。这滴水所含氧与氢原子的
同位素比值和地球上的大不一样。我把这种来自另一世界的水，看作对将来的探险
家和移民们的一种鼓励。 

　　可以想象得到，如果从火星上经过挑选的具有科学意义的地区采集一大批标本
(包括从未熔化过的土壤及岩石)并运回地球，我们也许能发现什么好东西。我们能
够用小型机器人巡游车去完成这个任务，这已经是指日可待了。 

　　把一个世界地下的物体转移到另一个世界上去，这是一个引人入胜的问题：
40亿年前有两个邻近的行星，它们都是温暖和潮湿的。在这两个行星由星子聚集而
成的最后阶段，来自太空的碰撞比今天要频繁得多。每一个世界的样品都不断被抛
掷到太空去。我们确信，在这个时期至少在一个世界上有生命。我们知道，在受碰、
抛出和被另一世界截获的整个过程中，一部分抛出的碎片一直都是冷的。那么，
在40亿年前，地球上早期的有机物会不会有一些被安全地转移到火星，会有小虫吃
掉食物，并把它氧化为放射性的二氧化碳。第三个实验是把放射性二氧化碳(和一
氧化碳)注入火星土壤，看是否有能够吸收这两种气体的微生物。我认为，所有参
与这些实验的科学家起先都大吃一惊，因为每个实验起先似乎都得出肯定的结果：
有气体交换，有机物被氧化了，二氧化碳被土壤吸收了。 

　　但是我们有理由持慎重态度。这些引人注目的结果，并未被普遍认为是火星上
有生命的良好佐证。火星微生物的这些假想的新陈代谢过程，是在"海盗号"登陆器
内部变化很大的环境中出现的--有时潮湿(从地球带去了水)，有时干燥；有时明亮，
有时黑暗；有时寒冷(温度只略高于冰点)，有时炎热(几乎达到水的正常沸点)。
许多微生物学家认为，火星微生物未必能在这些变化很大的条件下生存。更加使人
生疑的是第四个实验。这个实验是在火星土壤中寻找有机化合物。测试仪器很灵敏，
但得出的是一致否定的结果。我们预料火星上的生命会和地球上的一样，是由以
碳为基础的分子组成的。但根本找不到这样的分子，这使外星生物学家中的乐观人
土也感到失望。 

　　现在科学家普遍认为，生命探测实验似乎得到肯定结果，这是由于太阳紫外光
最终使土壤氧化所形成的化学物质(这在上一章已经讨论过了)。但是仍然有少数"
海盗号"科学家怀疑，是否可能有适应性与生命力极强的微生物稀疏地分布在火星
土壤中--因此检测不出它们的有机化学成分，但是它们的新陈代谢过程可以察觉。
这些科学家并不否认火星土壤中有紫外光产生的氧化剂，但是他们强调认为，单从
现有的氧化剂不能完全说明"海盗号"的生命探测结果。有人尝试性地声称在SNC陨
石中找到了有机物质，面它们却可能是在陨石到达地面后混入其中的污染物。到现
在为止，没有人主张，在这些从天而降的岩石里有火星的微生物。 

　　也许是因为这会引起公众的兴趣，国家宇航局和大多数"海盗号"科学家都对验
证火星有生物的假说十分谨慎。甚至现在，仔细检查旧有的资料还可以做更多的研
究。"海盗号"类型的仪器可以用于南极洲或其他微生物含量很少的土壤的研究，在
实验室里对火星土壤中氧化剂作用进行模拟，以及设计出阐明这些事情的实验，为
将来的火星登陆器作准备--并不排除对生命的进一步探寻。 

　　如果在火星上相距5 000千米的两个地点，用各种灵敏仪器确实检测不出有生
命存在的明显迹象--何况这个行星上有可以把细微粒子刮到各处的大风--那么这可
以说明，至少是在今天，火星可能是一个没有生命的行星。可是，如果火星上真是
没有生命，而我们有两个行星，它们的年龄与早期情况实际上相同，又是在同一个
太阳系中相邻的位置上一齐演变，结果是在一颗行星有生物进化和繁衍，但在另一
颗行星上却不是这样。这是为什么呢? 

　　也许火星早期生物的化学及化石遗迹还能够找到--在表层下面，安全地避开了
今天仍在烘烤表面的紫外辐射以及由此产生的氧化物的影响。也许在一块团山崩而
裸露的岩石表面，或者在一个古代河谷的两岸或干涸湖泊的底部，或者在极区表层
的夹层中，在火星上是否有生命的关键性证据，尚待我们去发现。 

　　虽然火星表面没有有机物，这个行星的两颗卫星(火卫一与火卫二)却拥有丰富
的复合有机物，它们可回溯到太阳系历史的早期。苏联的"火卫一2号"太空飞船发
现火卫一有水蒸气泄出的证据，这好像是它有一个冰冻的内核，受放射性作用而变
热。火星的卫星可能是在很久以前从外太阳系的某处俘获而来的。可以设想它们是
属于从太阳系最早期以来就没有变化的物质所组成的、距我们最近而可达到的物体
。火卫一和火卫二都很小，它们的直径都仅约为10千米，它们的重力微不足道。因
此要与它们会合，在它们上面着陆，考察它们，把它们作为基地去研究火星，以及
在工作完毕后离开它们回家，这些事都比较容易办到。 

　　火星是科学信息的宝库--单是这一点它就很重要，更何况它是对地球环境的借
鉴。火星还有若干尚待解开的奥秘：它的内部、它的起源，在一个没有板块构造的
世界上怎么会有火山?在一个具有地球上做梦也想不到的沙暴的行星上，地形如何
塑造出来?还有冰川和极区地形，行星大气的逃逸，以及卫星的俘获--这些不过是
随手拈来的一些例子。如果火星曾经拥有丰富的液态水和温和的气候，后来出了什
么乱于?一个与地球相似的世界怎么会变成这样焦干、寒冷和缺少空气?在此是否有
我们对地球应当了解的事项? 

　　我们人类过去一直是这样办的。古代的探险家就已经了解火星的呼唤。但是单
纯的科学探测不需要有人参与。我们随时都可以送灵巧的机器人去。它们要便宜得
多，它们不会顶嘴，你可以把它们送到危险得多的地方，我们始终面临探测失败的
某种可能性，但不会冒生命危险。 

　　"你看见过我没有?"牛奶盒的背面印有这样的告示。㈠"'火星观测者'长约1.8
米(6英尺)，宽约1.4米(4.5英尺)，高约0.9米(3英尺)，重2 　　500千克。最后一
次联系是在1993年8月21日，地点在离火星627 000千米处。" 

　　1993年8月下旬，挂在喷气推进实验室运行设备大楼外面表示哀悼的一面旗帜
上写着："火星观测者，请打电话回家。"美国的"火星观测者"航天器在它刚要进入
绕火星轨道之际，突然失灵了，这令人深感失望。这是26年来美国的月球或行星探
测器第一次在发射后失事。很多科学家和工程师把他们的10年职业生涯奉献给了"
火星观测者"。这是自1976年"海盗号"的两个绕火星的探测器和两个着陆器发射之
后的 　　17年间美国的第一次火星探测。它也是冷战结束后真正的第一艘太空飞
船，俄罗斯科学家也参加了几个研究组。俄国原来计划的1994年火星探器着陆器以
及雄心勃勃的1996年火星自动巡游车和气球探测，都准备把"火星观测者"用作主要
的电信中继站。 

　　"火星观测者"所载的科学仪器原本会测绘出这个行星的地质化学状态，为后来
的探测作准备，并决定登陆地点。这个航天器原本会对似乎发生在火星历史早期的
大规模气候变迁提出新的启示。它原本还会以优于2米的分辨率拍摄火星表面一些
区域的照片。当然，我们不知道"火星观测者"原本会发现哪些奇异现象。但是每当
我们用新仪器和大为增进的分辨率考察一个世界时，就会出现一大批令人眼花缭乱
的新发现--这正如伽利略把第一架望远镜指向天空后，现代天文学时代便发端了。
 　 　　按质询委员会的意见，失败的原因大概是在加压时燃料箱破裂了，气体和
液体喷溅出来，于是受损伤的飞船失去控制而乱转起来。也许这是可以避免的。也
许这是一场运气不佳的意外事故。但是为了在未来的探测中记住这次事故的教训，
让我们思考美国和前苏联试图探测月球与行星的全过程： 

　　在开始的时候，我们的成绩记录的情况甚为糟糕。太空飞船在发射时爆炸，没
有打中目标，或者到了目的地就失灵了。随着时间的推移，我们人类在行星际飞行
中有了进步。

 　　这里有一个学习和提高的过程。我们学习得很好。至于我们现在对飞行中的
太空飞船进行检修的能力，前面描述过的"旅行者号"就是最好的说明。 

　　我们看到，美国约在第35次向月球或行星发射航天器时，探测的累计成功率达
到50％，而俄国人大约到50次发射时才达到。把初期的不稳定情况和近来的比较好
的运作都加在一起平均，我们发现美国与俄罗斯的累计发射成功率都约为80％。但
是美国的累计探测成功率仍在70％以下，而苏联／俄罗斯则在60％以下。与此相应
的说法是，月球与行星探测的失败率平均各为30％和40％。 

　　从一开始，到其他世界去探险就需要尖端科技。到今天仍然如此。这些探测器
都配有备用的各子系统装置，并由专心一致的和富有经验的工程师来操作。可是它
们不是十全十美的。令人惊奇的是，并非我们干得这样差，而是我们于得这样好。
 

　 　　我们不知道"火星观测者"的失败是由于技术不过关呢，抑或只是统计上失
败率的表现。但是，我们去其他世界探测，就应当预料到总会有失败。一艘无人太
空船失踪时，没有人员伤亡。即使我们把成功率再次大幅度提高，付出的代价毕竟
仍很可观。好得多的办法是冒失败的危险，发射更多的无人飞船。 

　　既然已经知道风险无法减得很低，为什么现在每次执行任务只发射一艘飞船呢
?在1962年，原拟探测金星的"水手1号"坠人大西洋。可是与它几乎一模一样的"水
手2号"却成为人类有史以来第一个成功的行星探测器。"水手3号"失败了，但它的
孪生兄弟"水手4号"在1964年成为第一艘近距拍摄火星照片的太空船。还可以看看
1971年同时发射探测火星的"水手8号"和"水手9号"。前者准备绘制这个行星的地图
，而后者要研究表面特征的神秘的季节变化和长期变化。除此之外，两艘飞船一模
一样。"水手8号"掉进大海，而"水手9号"飞到火星，成为人类历史上第一艘绕另一
个行星转动的太空船。它发现了火山、极冠的层状地质结构、古代的河谷，以及由
风吹形成的表面变化。它否定了"运河"㈡。它绘制了行星从一极到另一极的地图，
并发现了我们今天所知火星的全部主要地质特征。它对自成一类的小天体中的两个
成员(火卫一与火卫二)进行了首次近距离观测。假如我们只发射了"水手8号"，那
么这个探测项目就彻底失败了。而由于两个飞船一起发射，则取得了辉煌的、历史
性的成功。 

　　也还有过两艘"海盗号"、两艘"旅行者号"、两艘"维佳号"，以及许多成对的"
金星号"。为什么只发射了一艘"火星观测者"?标准答案是经费不足。它的费用昂贵
，部分原因是它按计划由航天飞机发射，而用航天飞机作为发送探测行星的飞船的
助推器，使费用高得出奇。在这种情况下没有经费发射两个"火星观测者"。在与航
天飞机有关的多次延期和增加费用之后，国家宇航局改变主意，决定用"大力神"运
载火箭来发射"火星观测者"。这样一来，就需要用一个新的承接器把飞船与大力神
火箭连接起来，于是发射又推迟了两年。如果不是国家宇航局太热中于为越来越不
合算的航天飞机招揽生意，我们可能就会早两年发射，并且可能不是一艘而是两艘
太空飞船一起发射。 

　 　　可是无论是单独发射还是成对发射，热心于空间事业的国家都认识到，再
向火星发送无人探测器的时机已经成熟。发射任务的设计改变了；新的国家参加进
来；原有的国家发现它们的资金不足。甚至已经获得的资助计划也并不都靠得住。
但是现有的计划确实显示出努力和奉献的程度。

 　　在我撰写本书的时候，美国、俄罗斯、法国、德国、日本、奥地利、芬兰、
意大利、加拿大、欧洲空间局和其他单位都提出初步计划，合作对火星进行自动操
纵的探测。在1996年至2003年的7年间，一支约由25艘太空船(它们大多是较小而便
宜的)组成的舰队将由地球发射到火星。它们都不是从火星旁边快速飞过，面是长
时期在绕火星的轨道上飞行，或在火星上着陆。美国准备把在"火星观测者"上丢失
的仪器，全部复制并再度发射。俄罗斯的飞船装载的仪器将可供大约20个国家联合
进行雄心勃勃的实验。通信卫星将使火星上任何地点的实验站能把它们的资料传回
地球。在绕火星轨道上的飞船将向下发射穿进火星土壤的钻探器，然后从火星表面
下发送信息。载有仪器的气球和流动实验室将在火星的沙地上漫游。有些微型自动
机器只有几千克(或几磅)重。着陆地点正待选定，它们将相互协调。仪器将能相互
校准。数据资料将自由交换。我们有充分的理由相信，在不久的将来，地球上的居
民会越来越了解火星及其奥秘。 

　 　　　你戴上头盔和手套，走进地球上的遥控指挥中心。这是一间特殊的房屋
。你把头向左转，这时火星上自动操纵巡游车的照相机也转向左方。你看见了这架
照相机所见到的清晰度非常高的彩色图象。你朝前走一步，巡游车也前进了。你伸
手拾起一件在泥土里闪亮发光的东西，于是机器人的手臂也做同样的动作。火星上
的沙粒沿着你的手指滴下来。这种遥控的实境技术唯一的困难是，这一切都得通过
令人厌倦和缓慢的动作才能实现，因为指令从地球传到火星和数据由火星送回地球
往返一次需要半小时或更长的时间。但这是我们能够学习的动作。如果这种耐心是
探侧火星需要付出的代价，我们能够学会耐心等待。我们可以使巡游车灵巧到足以
对付常见的意外事故。如果出现丁某种更麻烦事情，巡游车会先自行完全停下，进
入一种安全保护状态，然后发送电讯回地球，让一位非常有耐心的控制人员来接着
处理。 

　　这些受魔法控制，到处巡游的灵巧机器人自动车，每一个都是小型科学实验室
。它们在安全而单凋乏味的地方着陆，到处漫游，在近处观赏火星上不可胜数的奇
景。也许一个机器人每天都会漫游到它的地平线极端处；于是每天早上我们都可以
近距观看昨天还是在远处的高地。这种不断扩展的火星风光漫游会在电视新闻中播
出，或者在教室里放映。人们便猜测还将发现什么。每天晚上从另一颗行星传回的
新闻，意外发现的新地区和新科学探测结果，会使地球上每一个人都感到，自己好
像也参加了这种探险。 

　　于是出现了一种火星的虚拟实境。从火星传回的信息，储存在一台新式的电脑
中，馈送到你的头盔、手套和靴子。你是在地球上一间空房子里踱方步，但是你感
觉自己好像是在火星上行走：你看到粉红色的天空，布满巨石的原野，沙丘延伸到
地平线处，那里庞大的火山隐约可见；你听见沙石在靴子下面嘎吱作响；你翻转岩
石，挖一个洞，采集稀薄空气的样品；拐一个弯，然后面对着……你在火星上无论
什么样的新发现--这一切都是火星上确实发生的事物，而这一切都是你在家乡的一
间安全的沙龙中感受到的虚拟实境。这并不是我们为什么探测火星的目的，但有一
点很清楚，就是我们需要先让机器人探险家把真实情况传送回来，才能重现虚拟实
境。 

　 　　尤其是在不断向机器人和人工智能研制投资的时候，没有单纯的科学上的
理由能够说明需要把人送上火星。此外，能够体验虚拟火星的人比可能登上真正火
星的人要多得多。我们用机器人可以干得很好。如果要把人送上火星，我们需要有
一个比科学与探测更好的理由。 

　 　　在20世纪80年代，我想到了一个送人去火星的合乎情理的理由。我设想美
国和苏联这两个把全人类文明置之不顾的冷战对手，能够在一个卓有远见的高科技
事业中合作，这会给世界各地的人民带来希望。我想象出一种与阿波罗计划反其道
而行的计划，它的原动力不是竞争而是合作。通过这种合作，两个在太空探测中领
先的国家会为人类历史上的一个重大进展--人类最终能在另一个行星上定居--奠定
基础。 

　　这个象征似乎是很恰当的。能够发射《启示录》中所预言的洲际武器㈢的技术
，同样也可以使第一批人能飞向另一个行星。这是对神话魔力的一种适宜的选择：
去拥抱一颗以战神命名的行星，而不是去做战神才会干的疯狂行径。 

　　我们成功地使苏联科学家和工程师对这种合作感兴趣。早在这种想法流行之前
，设在莫斯科的苏联科学院空间研究所当时的所长萨格捷耶夫(Roald Sagdeev)已
经认真致力于苏联对金星、火星与哈雷彗星的机器人探测的国际合作。拟议中的合
作要使用苏联的"和平号"空间站和"土星5号"级的"能量号"发射火箭㈣，这对苏联
研制这些硬件的机构很有吸引力，因为只有这样做才能够表明它们制作这些器件是
必要的。经过一系列辩论(它们的主题之一是促使冷战结束)，那时的苏联领导人戈
尔巴乔夫(Mikhail 　　S·Gorbachev)被说服了。 

　　1987年[2月在华盛顿举行最高级会谈时，有人问戈尔巴乔夫先生，什么是象征
美苏两国关系改善的最重要联合行动，他毫不犹豫地回答说："让我们一起去火星
吧。" 

　　但是里根政府不感兴趣。与苏联人合作，承认某些苏联科技比美国更先进，让
苏联人取得美国的一些科技成果，共享荣誉，给武器制造商找到另一条出路--这些
都是里根政府不喜欢的事情。合作汁划遭到否决。火星便只能耐心等待。 

　　只过了短短几年，时代改变了，冷战结束了。苏联解体了。两国合作的益处丧
失了一部分吸引力。其他国家--尤其是日本和欧洲空间局的成员国--也参加了行星
际旅行。许多项正当的和急迫的需求，都被列入这些国家可以支配使用的预算。 


　　但是"能量号"重量级火箭仍在等待发射任务。载重型的"质子号"火箭已是整装
待发。几乎连续不断地载有宇航员的"和平号"空间站仍然是每隔一个半小时绕地球
转一圈。尽管有内部动乱，俄罗斯的太空计划仍然在起劲地进行。俄罗斯与美国在
空间研究方面的合作正在加速进行。一位俄国的宇航员克里卡廖夫(Sergei 　　
Krikalev)于1994年在"发现号"航天飞机上完成丁例行的一星期飞行{在这之前，他
已在"和平号"空间站上飞行了464天)。美国宇航员将访问"和平号"。一些美国的科
学仪器(包括检验被认为能破坏火星土壤中有机分子的氧化剂的仪器)就要由俄国空
间飞船带往火星。按原来的设计，"火星观测者"准备用作俄罗斯在火星上的登陆器
与地球通讯的转播站。俄国人还提出，在即将由"质子号"火箭发射的多重负载中，
把美国的一艘绕火星运转的空间船也包括在内。 

　　美国与俄罗斯在空间科学方面的才能和技术可以相互补充，就像两只手的手指
交错对插一样，在一方的强处，另一方弱。这是在天空中结成的姻缘，可是令人意
外的是，它总是难臻美境。 

　　1993年9月2日，美国副总统戈尔(Al Gore)和俄国总理切尔诺梅尔金(Viktor 
Chemomyrdin)在华盛顿签署了一项深入合作的协议。克林顿政府已经命令国家宇航
局重新设计美国的空间站(在里根执政年代称为"自由号")，使它与"和平号"有相同
的轨道，于是两个空间站可以对接。还要附加上日本和欧洲的太空舱，以及加拿大
的一只自动机械臂。这些设计现已演变成名为"阿尔法"㈤的空间站。几乎所有从事
太空探测的国家都参与这项任务(最引人注目的例外是中国)。 

　　作为与美国进行空间合作和获取硬通货的交换条件，俄罗斯实际上同意停止向
其他国家出售弹道导弹的部件，并广泛地加紧控制它的战略武器技术的出口。这样
一来，和在冷战高潮时期一样，太空再次成为国家战略政策的一种工具。 

　　然而这种新动向已经使美国的一些航天工业和国会中一些关键人物深感不安。
没有国际竞争，我们能不能促进这样雄心勃勃的计划呢?如果每次发射都用俄国的
火箭，这是否意味着削减对美国航天工业的支持?美国人能否信赖俄国人会持续支
持合作项目并作长期努力?（当然，俄国人也会向美国人提出类似的问题。)但是从
长远看来，合作项目可以节省经费，利用分散在世界各国的出类拔萃的科技人才，
并激起对全球未来的向往。各个国家的许诺都可能有起伏变化。我们很可能前进几
步，又后退几步。可是总的趋势似乎是明显的。 

　　尽管有不愉快的事件，以前两个对手的空间计划仍开始联合起来了。现在已经
可以预见到有一个全世界的空间站--它不属于任何一个国家，而属于地球这个行星
。这个空间站的轨道与地球赤道的倾角为51°，高度为几百千米。一个正在拟议中
引入注目的合作项目称为"火与冰"，它是一艘高速飞行的太空船，要近距飞过冥王
星--最后一个尚未探测的行星。为了飞到那里，需要借助于太阳的引力。在离太阳
很近的地方，小探测器实际上会进入太阳大气。㈥此外，我们似乎即将组成一个"
国际集团"来对火星进行探测。看起来很可能，如果没有全球合作，这些计划都根
本无法完成。 

　　让人去火星上探险，是不是有正当的、合算的和可受到广泛支持的理由，这还
是一个悬而未决的问题。无疑还没有定论。这个问题留待下一章讨论。 

　　我想论证，如果我们最终不打算把人送上像火星这样遥远的世界，那么我们就
失去了建立空间站的主要理由(空间站是一个在绕地球的轨道上永远或间断地有人
居住的前峭站)。太空船绝不是一个研究科学的最佳场所--无论是朝下看地球，或
者向上看太空，还是想利用微重力㈦，都是如此(正是宇航员自身的存在就把微重
力弄乱了)。为了军事侦察，太空站远逊于无人空间飞船。太空站在经济或工业生
产方面也投有多大用处。与无人空间飞船相比，它要昂贵得多。此外，它当然要冒
送命的危险。每次为建造太空站或为它供应物资而发射航天飞机，估计有百分之一
二的灾难性失败的概率。以前发射的民用或军用航天器都在绕地球的低轨道上留下
一些快速运动的碎片，它们迟早会与空间站相碰撞(虽然至今为止"和平号"空间站
还没有遇到过这种危险)。为人类探测月球，也不需要空间站。根本没有空间站，
"阿波罗"飞船还是成功地飞到了月球。用"土星5号"或"能量号"级的大型发射器，
可以到达近地小行星或甚至火星，而不需要在轨道空间站上装配行星际飞船。 

　　空间站具有启发智力和教育方面的意义，它肯定有助于加强从事太空开发的国
家--主要是美国与俄罗斯--之间的关系。但是就我所知，空间站唯一的实质性的功
能是为长期太空飞行服务。微重力对人的行为有什么影响?我们怎样阻止在失重情
况下血液中化学成分的不断变化以及骨骼中估计每年6％的钙的流失?(对在失重状
态下必须花三四年时间飞往火星的旅行者来说，这个效应累积起来甚为可观。) 

　　这些问题几乎说不上是与脱氧核糖核酸或进化过程有关的基本生物学问题，而
只是应用人体生物学问题。解答这些问题是重要的，但是只有花费很长时间飞往太
空中很遥远的地方㈧，才能使问题得到解决。对建造空间站来说，唯一实质性的与
合乎情理的目的，便是让人类最终到近地小行星、火星或更远的星体上去探测。国
家宇航局对明确说清这一点一直是很谨慎的。这也许是因为它担心国会议员们感到
厌烦，把手一伸，指责空间站是极昂贵的楔子上的尖端㈨，并且宣称美国把人送上
火星的时机还不成熟。因此，事实上国家宇航局对空间站的真正用途一直保持沉默
。即使我们有了空间站，也没有人会要求我们马上就到火星上去。我们可以用空间
站来积累和增进有关的知识，并且需要干多久都可以。于是一旦时机成熟，我们准
备好去行星时，我们就有了条件和经验。可以安全地到达目的地。 

　　"火星观测者"的失败，以及1986年"挑战者号"航天飞机的灾难性坠毁都提醒我
们，人类将来飞向火星或其他星体时，总会有一定的难以避免的出危险的可能。"
阿波罗13号"飞船未能在月球上着陆，勉勉强强地平安返回地球，这说明我们多么
走运。虽然人类制造汽车和火车已经一个多世纪了，我们还不能造出绝对安全的车
辆。人类开始用火已经有几十万年了，世界上任何城市都有消防队员，他们耐心等
待，哪里失火就去扑灭。哥伦布四次远航寻找新大陆时，他的船只多次沉没，
1492年出发的那支小船队也损失了三分之一的船。 

　　如果我们要送人去，必须有很好的理由--并且要有现实的认识，即几乎肯定会
有人员伤亡。宇航员们已经了解这一点。尽管如此，志愿献身者从来不乏其人。 


　　但是，为什么去火星?为什么不再去月球?月球很近，并且我们已经证实能够把
人送上去。我关心的是，尽管它很近，到那里去即使不是死胡同，也是绕弯路。我
们已经去过了，还从月球带回来一些东西。人们已经看见了月球岩石，而且我有充
分理由相信，他们已对月球感到厌倦。它是寂静的，没有空气，没有水，天空漆黑，
是一个死的世界。它最令人感兴趣的也许是布满陨石坑的表面，这是在地球与月
球上都有过的古代灾难性撞击的遗迹。 

　 　　对比起来，火星有气候变化，有尘暴，有自己的卫星、火山、冰极冠，有
特殊的地形、古代的河谷，以及在这个曾经与地球类似的世界上有过大规模气候变
化的证据。它过去可能有生物，也许现在还有。它是将来对生物最为适宜的行星
--从地球迁移过去的人类靠它的土地生活。对月球来说，这一切都不存在。火星也
有自己被陨石撞击过的一段历史。如果离我们最近的是火星而不是月球，我们对载
人空间飞行就不会畏缩不前。 

　　月球也不是理想的登陆火星的实习场所，也不是去火星的中途站。火星和月球
的环境大不一样，面月球离火星与地球离火星同样远。用于火星探测的机械装备至
少可以一样地在绕地轨道上测试，也可在近地小行星上，或在地球本身上 　　(例
如在南极洲)测试。 　　日本对美国和其他国家规划与实施重大的太空合作计划的
诺言，往往持怀疑态度。这至少是一个理由可以说明，为什么日本比其他任何从事
空间开发的国家都更倾向于单干。日本的月球与行星学会是一个代表政府、大学及
主要工业部门中对空间事业热心的人物的组织。在我撰写这本书时，这个学会正在
提议完全用机器人的劳动建造和装备一个月球基地。据说实现这个规划大概需要
30年，并且每年要花费大约 　　10亿美元(这相当于目前美国民用大空经费的7％)。
只有在基地完全建好后，才能把人送上去。他们说，按地球上的无线电指令让
机器人建设基地，比起送人去干活，经费会减少到十分之一。有消息说，这个计划
遇到的唯一麻烦是日本的其他科学家一直在问："为什么要建这个基地?"对每一个
国家来说，这都是一个应该提出的问题。 

　　第一次把人送上火星，很可能目前任何一个国家都无法单独承担这笔昂贵的费
用。由人类少数种族的代表来实现这个历史性的任务也不适当。但在不太遥远的将
来，由美国、俄罗斯、日本、欧洲空间局--或许还有其他国家，例如中国--采取联
合行动，也许是可行的。国际空间站将会检验人类在太空合作方面进行重大工程项
目的能力。 

　 　　今天把1千克重的物体送人绕地球的低轨道的费用，大约相当于1千克黄金
的价值。这肯定是我们现在还不能在火星上古老的海岸漫步的一个主要理由。多级
化学燃料火箭是第一次把人送入太空的工具，正是它们直到现在还在使用。我们一
直在努力改进它们，使它们变得更安全、更可靠、更简便、也更省钱。但是这还没
有办到，至少几乎不是像许多人所希望的那样很快实现。 

　 　　因此也许还有更好的办法：也许可以用单级火箭把负荷直接送入轨道；也
许可以用大炮或用从飞机上发射的火箭把许多个小的负荷分别射出；也许可以采用
超声速的冲压喷气发动机。或者还可能有比我们已经想到的要好得多的方法。如果
我们能够利用目的地星体的空气和土壤制造出回程所需的推进燃料，那幺太空航行
的困难将大为缓解。 

　　一旦我们进入太空，并想去其他行星探险，那么，即使用了引力助推，火箭也
不一定是运送大负荷的最好工具。现今的办法是，我们先作几次火箭点火，随后进
行中途校正，最后靠惯性飞完其余的航程。可是还有一些大有希望的离子和核／电
推进系统，它们产生较小的可是持续的加速。或者，像俄罗斯太空先驱齐奥尔科夫
斯基(Konstantin 　　Tsiolkovsky)所首先设想的，我们可以使用太阳帆--即靠太
阳光和太阳风来推动的庞大而极薄的膜，它们宽达几千米，可以在行星之间的真空
区来回飞行。尤其是对于去火星或者更远的地方，这种方法比火箭要好得多。 

　　和大多数技术一样，当一种技术勉强可以使用时，它作为这类技术中最早的，
自然会改进它、发展它、利用它。不久，有若干机构对该技术进行投资，因此，即
使该技术有什么缺陷，也很难改弦更张。国家宇航局几乎没有资金来探寻其他推进
技术。这笔经费只能来自近期的，能够取得具体成果的，并且为国家宇航局的成功
记录增光的项目。花钱去研究新技术，要等一二十年后才会有效益。人们对一二十
年后的事情几乎没有兴趣。这样就使原先的成功埋下将来失败的种子。这和生物进
化中有时出现的例子很类似。但是迟早会有某个国家--也许是一个在或多或少有效
用的技术上还设有大量投资的国家--会开发出有效的其他推进技术。 

　　甚至在新的推进技术研究出来之前，如果我们走合作的道路--也许在新世纪和
新千年开头的几十年间--当一个行星际飞船在绕地球的轨道上装配出来时，这种进
展的全部实况在晚间新闻中播出的时刻便会到来。宇航员就像来回奔忙的小虫子一
样，把预制件装配起来。最后经过调试一切就绪，一队由各国宇航员组成的乘务组
登上飞船，并把它开动到逃逸速度。在去火星的整个往返旅程中，乘务组成员们相
依为命，这是一个和地球环境的实际情况相似的小天地。第一次联合载人行星际航
行，也许只能近距飞过火星或绕它旋转。在这之前，带有气刹、降落伞和制动火箭
的无人飞船谅必已平稳地降落在火星表面，在那里收集样品，把它们带回地球，井
把供应物资留下来供未来的探测者使用。但是无论我们是否有迫切的、言之有理的
理由，我都确信--除非人类先把自己毁灭掉--人类置身于火星之上的日子总会到来。
这只是一个时间问题而已。 

　　按照1967年1月27日在华盛顿和莫斯科同时签署的庄严条约，任何一个国家都
不能声称拥有另一个行星的一部分或全部。然而由于哥伦布谅必已很了解的历史上
的原因㈩，有些人关心的是，谁会最早踏上火星的土地。如果这真是一个使我们感
到困惑的问题，我们可以当乘务组成员们在火星的轻微重力下着陆之际，把他们的
脚踝绑在一起。 

　　飞船乘务员们将会采集到新的或以前取得过的样品，一方面是为搜寻生命，另
一方面是要了解火星与地球的过去和未来。为了将来探测的需要，他们要尝试从岩
石、空气和表面下永冻层提取出水、氧和氧，用作饮料，供呼吸或开动他们的机器，
以及为回程火箭作燃料及氧化剂。为了最终在火星上建设基地和定居，他们会测
试火星上的物质。 

　　他们也会去探测。我想象中的人类在火星上的早期探测，是一辆有点像吉普车
的巡游车，在河谷网中上上下下地漫游，乘务员们手持地质取样的锤子、照相机和
分析仪器在待命。他们寻找老早的岩石、古代灾难遗留的痕迹、气候变迁的线索、
奇特的化学物质、化石或者--这是最激动人心也是最不大可能找到的--某种活着的
生物。他们的发现以光速用电视播送回地球。你舒适地和孩子们一起躺在床上，就
可以勘察火星上古老的河床。 

　 　 　㈠美国装牛奶的纸盒上常印有寻人启事。"火星观测者"太空飞船在火星附
近失踪后，有人把寻找它的告示印在牛奶盒上。--译者 

　 

　㈡以前有些天文学家用地面望远镜观察火星，宣称看到一些条纹，并认为这是"
火星人"开凿的运河。--译者 

　㈢《圣经·新约全书》最后一章说．在世界末日有一场极大的战争，所用的武器
可以从一个大洲射向另一个大洲。--译者 

　㈣"土星5号"是美国最大的火箭，也是发射"阿波罗"太空飞船的第一级火箭。"能
量号"是苏联最大的火箭。--译者 

　㈤希腊文的第一个字母α。--译者 

　㈥这个计划称为"火与冰"，是因为太阳是火热的，而冥王星星冰冷的。--译者 


　㈦比地球表面的重力约小1O万倍的地区为微重力区。--译者。 

　㈧即长期在失重或微重力情况下生活。--译者 

　㈨意为昂贵的空间站只是开端：后面还有更昂贵的太空探测项目。--译者 

　㈩历史惯例是谁先发现的土地，谁就有权视其为自己的领土。--译者

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