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移民火星 : 紅色星球征服計畫 /

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  在關於火星的熱烈討論裡,羅勃.祖賓的《移民火星》風靡了整個美國。祖賓博士的「就地取材」概念突破了太空計劃的侷限。火星上豐富的資源,以及和地球頗為類似的環境條件告訴我們,火星的開拓不再是遙不可及的未來夢想。

  祖賓博士也大膽地建構出將火星改造為適合人類居住的工程藍圖。將火星「地球化」的構想引起了相當大的爭議,甚至促使人們反省人類在宇宙中的地位問題:我們是宇宙中唯一的生命嗎?在其他的星球上可能有其他的生命嗎?而生命的定義又是什麼呢?當然,對於世界經濟開發的燃眉之急,這話題似乎更引人側目....






<專文推薦>

---高 騏





建構火星探險的藍圖




  移民火星,這個名詞在過去只有在幻想的小說中才會出來,但以人類目前的科技發展進度,以及本書作者所提出的實踐辦法,人類將可以在短短的十年之內安全地送人到火星去做科學研究,在那兒可以停留長達二年之久的時間再回來。當這種科學探險活動逐漸頻繁之後,人們就可以在那兒發展一些適合火星環境的農業及工業。甚至可以較長時間地居住下來,變成名符其實的移民火星。


  作者羅勃.祖賓伯博士是從事航太科學研究多年的工程學者。他在一九九○年率先向美國航空太空總署提出人類可以直達火星的探險計劃。隨後獲得該署的支持,得以全力發展該項計劃。本書是作者在美國航空太空總署所提出直達火星探險的發展策略,部分相關的火星探險研究計劃也正由作者主持進行當中。顯然作者是做這方面介紹的最佳人選。


  在太陽系的九大行星當中,作者為何要選擇火星作為科學探險的目標,及後來在其上生活及移民,以及選用哪些火箭和太空船,如阿發射載運研究人員及設備到達火星,碰到危機如何處理,都有詳細的介紹。當然裡面有許多的工程技術用語,作者都試圖加以通俗化,使得一般社會民眾都能了解。因此我要強調的是,這事實上是一本通俗化的航太工程的技術專書。透過本專書,可使我們一般社會人士對最新的航太科技有所了解。


  在九大行星當中,火星的氣候環境是最接近地球的。它得一畫夜幾乎等於地球的一畫夜,它有大氣層的保護及一年四季變化的氣候,地球上所有的化學元素,它大部分都有,並且含量豐富,火星也有地熱及水,因此許多科學家懷疑火星上應有某種形式上的生物,但因火星的大氣過於乾燥及寒冷(白天可到攝氏十七度,夜晚可冷到負九十度),並且充滿過多的二氧化碳,這使得生命的生存極不容易。但這些惡劣的生存環境是可以透過人類的科技來改善及克服的,甚至可以改造成適合一切生物及人類生存的環境。


  作者所主持的火星探險計劃將使人類的太空發展乃至太空商業誇出了一大步。同時也將帶動人類的科技思維的轉變,使人類的生存空間真實地擴大到了地球以外的行星之中。


  我國的航太科技發展一直是相當地落後,國內在這方面的專才也不多。政府雖然列有專門經費供研究發展,例如成立國家太空計劃實驗室,但相關的研究發展及製造仍然仰賴國外的鼻息,無法自立自強。這使社會大眾對航太科技以及太空科學的認識極為貧乏。商業周刊出版公司出版這類書籍,將使國人對航太科技有一個正確認識的機會。這本書不但可以提供社會大眾航太科技新知,也可以作為大學通識教育有關航太科技及新知介紹的參考書。


(本文作者為國立成功大學航空太空工程研究所教授)





<導讀>

---黃祈雄







俱懷逸興壯思飛 欲上青天攬明月


  移民火星很困難嗎?就因為困難才必須去征服!火星曾經有生命嗎?現在我不知道,不過我確信未來火星會有生命,而且是地球生命的延續,火星將成為人類太空旅行的第一站,人類若想征服整個宇宙,最臨近的第一顆可登陸行星,將會是火星。當人類第一次登上月球時,阿姆斯壯說了一句名言:「這是我個人的一小步,卻是人類的一大步」,成為第一個代表人類登上月球的人一定覺得很光榮,但這一步與登陸火星比起來,登陸月球只不過是將左腳踏出房門,而登陸火星像是到了第一個離家最近的車站。


  一但成功登陸火星,接下來就是要移民火星了,為什麼不是移民月球而是火星呢?月球比較近也比較安全不是嗎?早在三十年前人類已經成功登陸月球了,為什麼不移民月球而選擇了火星呢?作者羅勃.祖賓可不是小說家,不會把移民火星形容得像星際大戰中太空母艦飛越銀河般壯觀,而是以科學技術的角度,分析從登陸火星到移民火星所應該注意的事情,並且詳實地告知人們移民火星所必需面臨的困難點,從而設計了一套可行的方法:「直達火星」的登陸計劃,並且得到美國太空總署的熱烈討論而獲得認同。


  本書

第一章<直達火星>

即告訴我們,唯有人類親自登陸火星才能解開火星是否曾經有生命之謎,並且提出了一套人類登陸火星的可行性計劃,這個計劃不必等到我們的下一代來執行,而是以現有的科技與設備即可達成。並且說明了為什麼火星比月球更適合人類移民,火星上曾經有大量的海洋,含有大量的碳、氮、氫和氧等可充分利用的元素與資源,不僅可提供人類平日生活所需,更是火箭燃料的重要來源,火星的一天也與地球上的一天相當接近,這使得火星表面的日夜溫差縮小到可以忍受,這些有利的資源與環境比起有如沙漠般極冷與極熱的月球表面,更適於人類的生活,因此,資源的豐富是我們選擇移民火星的理由,我們可以從火星上得到日常生活所需的一切,若住在月球則一切的資源皆需由地球運送。



  第二章<從克卜勒到太空時代>。

作者從頭描述人類對火星的看法與發展,從人類文藝復興前的觀點,到古典物理學與天文學的萌芽,從宗教的思考到克卜勒的行星運動定律,從望遠鏡裡觀測火星到探測船直接降落火星表面,傳回火星的第一張照片及前蘇聯的探測船登陸失敗,有著極精采的描述,並對海盜計劃尋找生命的過程有精湛的分析。



  第三章<尋找方案>。

記載著如何進行計劃評估與過程,除了必須符合簡單可靠、開支少及高效率三原則外,還需考慮到承載人數的多寡,此間同時有多種方案在科學家之間討論著,並刊登在波士頓環球郵報中。



  第四章<登陸火星>。

從地球與火星的運行軌道討論太空船的發射時間,並計算出其所花費的成本與時間,並說明直接發射的優點與各項火箭技術的特性,各項設備與資源如何使用與分配。



  第五章<征服危險>。

通往火星的路上有如十四世紀的航海家環遊世界一樣危險重重,這些難題包括太空人接受輻射的劑量、失重狀態下人體的生理機能與兔疫能力、長時閒飛行對太空人心理的影響、火星上的大型塵暴對太空船的傷害、不知名的火星細菌菌的逆向感染,作者皆有詳細的討論與對策。



  第六章<火星探索>。

一旦成功登陸火星之後,尋找生命的證據並判斷火星否適合人類生存,是第一個目標,要瞭解火星的環境就必須長時間恃在火星上探索,並造訪包括比美國大峽谷大上好幾十倍的水手峽谷、整個太陽系最高的火山、斷層、乾固河湖床、隕石坑、南北極的冰層及乾冰及未知的混沌地帶,如何在火星上建立基地與通訊就變得十分重要,火星上的交通運輸導航與能源將是成敗的關鍵所在。


  

第七章<建立火星基地>。

作者提出多項建立火星基地的構想,包括所使用的材料、製作方式與成本,此用合成的方式製造日常生活之用品如塑膠、陶瓷及玻璃,及多種從火星上獲取最重要的資源(水)的方式。除了解決生活與耕作的問題,還需建立火星上的冶金術,煉取各樣的元素,並再用太陽能、風能及地熱能,這一切準備就緒之後,就可開始考慮移民火星了。



  第八章<火星殖民>。

人類從歐亞大陸移民至美洲大陸與地球移民火星類似,是一項拓荒性的單程旅行,由於來回地球與火星之間需要相當高的成本與時間,因此一旦定居火星就會在火星上發展出獨特的文化與貿易行為,除了生產自身使用的資源外,更可運回地球,而這些人除了是開路先鋒之外,更是人類的菁英,能在火星上發展出比地球更高的科技水準,火星上將會有別於地球上的交易活動,運輸系統也將大不相同,高科技將主導整個火星上的活動,特別是當該融合能運用在日常生活的之技術突破後,火星文明的成長將是可期待的。



  第九章<建立地球型態的火星>

,數十億年前的地球,看起來也像個蠻荒地帶了無生機,但經過初期型態的生命不斷地改造,地球變得更生機盎然,要改變火星的大氣環境當然也要從控制二氧化碳的含量的方式著手,地球歷經了數十億年才完成的任務,雖然短時間內實在難以在火星上實施,但作者提出了三種方式,包括設置軌道反射鏡反射太陽光至南極使二氧化碳、大量製造鹵碳氣體及大量培養能釋放氨氣與甲烷之細菌,之後再讓大氣層加厚到足夠的氣壓,增加大氣中氧氣的含量到足以讓高等生物生活,作者估計這樣的過程約需九百年的時間,而就是說公元三千年前,人類就可完全征服火星,並在火星上建立永久的全新世界了。



  第十章<從地球的觀點看>。

作者一再強調前面所說的計劃與可行性方案所面臨的困難與問題,都不是阻礙人類移民火星的原因,而是在於人類的短視與政治鬥爭延遲了火星探索的腳步,不管是美國國內或是國際間的互動,都影響人類移民火星的方式,作者最後提出三種政治模式來支持移民火星計劃,那就是甘乃迪模式、沙恨模式及金瑞契模式,這三種模式各有其特色,也都是可行的,接下來便是太空事業的逢勃發展,作者並指出,以歷史的觀點來看移民火星這件事情,二千年後人們只會記得我們這一代人類在火星上建立了前哨站,開啟了宇宙的大門,而不會記得波灣戰爭或白水事件,只會記得登陸火星的人,而不會記得美國政府的全民衛生或預算平衡。



  後記<開發火星的意義>。

人頗的發展速度是神速的,背後的原因是地球的資源廣闊足以應付人類的成長,一旦地球資源漸少及發展飽和,接下來的將會是無情的戰爭與滅絕,人顆唯有向外太空發展才能使文明不斷延續,科技不斷創新,要使人們和平共處,唯有向宇宙開發無窮無盡的的新能源一途了。


  每當夜晚降臨,滿天星斗從古至今就不斷向人類呼喚,從詩人的筆下,從科學家的觀測下,不斷地向人類暗示這�有無限的能源與全新的世界,等著人類的開發,我們今日踏上火星如同四百年前歐洲人進入美洲一樣,又開啟了另一道進步之門,接下來我們該向最臨近的另一顆太陽前進,踏上宇宙旅程的第二站,這將又面臨另外一個層面的難題,今日我們從這�飛往美國是簡單的,這對四百年前的人類來說簡直不可思議,四百年後我們從地球飛往火星將如同今日我們的洲際旅行一樣簡單,那時候的人類正想著如何到最近的那一顆太陽而奮鬥著,如同今日我們為了登陸火星而努力一般。人類因此而漸漸發展並壯大不至滅亡。看天上的繁星,正等著我們呢。


(本文作者現任職於經濟部工業局研究員及著名個人網站站長)

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