老虎

火星颶風(fēng)

我叫王二，忠貞不二的二，男，是移居火星的第一代地球移民。我的專利曾用于廢棄油井，收集頁巖氣。也正是因為在鉆探技術(shù)上有點研究，我在2033年被美國國家航空航天局（NASA）選上，第一批派往火星。還有一個原因，是我真心想來這兒。21世紀(jì)初期，曾有很多中國年輕人為了躲避高房價或工作壓力，離開打拼已久的一線大城市，中國史書稱之為“逃離北上廣”，這個進程持續(xù)到21世紀(jì)二三十年代。我總覺著，既然要躲，就躲遠(yuǎn)點。離開北上廣，回到家鄉(xiāng)，會有一大幫人覺得你不僅另類而且傻逼，大城市那么好居然還往回跑。然后他們覺得你這人既然回來了就別裝了，酒桌麻將洗腳規(guī)矩都得懂點。如果你大齡未婚，偏偏又拒絕他們給你介紹對象，過幾天你不孕不育或有關(guān)性取向的傳聞就會不脛而走。能忍這些，你就忍，忍不了，就跟我來火星吧。怕孤獨？地球倒是人多，跟你是不是孤獨有個毛關(guān)系。

2012年2月16日，NASA的火星勘測軌道飛行器第一次拍到火星表面塵卷風(fēng)的清晰照片。當(dāng)時科學(xué)家根據(jù)照片測算出那個塵卷風(fēng)高度超過790米，直徑大約在30米左右。我們登陸火星后，經(jīng)?？匆娺@種卷著塵土的大旋風(fēng)，很多都比這個大，高度超過兩三千米的都有，特別是在高緯度地區(qū)。在刮塵卷風(fēng)的時候，你最好不要指望著出艙作業(yè)。如果大旋風(fēng)把你卷到千八百米高，再摔下來，你就慘了，盡管這里的重力加速度只有地球的四分之一。

火星塵卷風(fēng)的形成原理其實和地球陸地上的旋風(fēng)差不多。區(qū)別是，火星大氣稀薄，總質(zhì)量總共還不到地球的1%，天氣好的時候，被陽光直接穿透，地表溫度上升極快。貼近地面的空氣被迅速加熱后，流向中心部位，與下沉冷空氣產(chǎn)生強大對流，風(fēng)速可超過每秒30米，相當(dāng)于15級颶風(fēng)。所以從強度上看，地球上的風(fēng)根本不值一提。

巨大的火星塵卷風(fēng)將大量沙塵帶到高空，有那么一段時間空氣會變得比較干凈，能見度也會更好。如同很多年前NASA專家預(yù)測的那樣，這是個大好機會，各類火星探測器和我們住所的太陽能收集瓦能獲得更多的直射陽光，產(chǎn)生的熱量不僅可以用來發(fā)電，還可以用來給住所的“墻體”保溫。但事情總是一分為二的，某一天的塵卷風(fēng)不能太多，否則大量的細(xì)微沙塵被帶到高空后，會混沌上層大氣，日照強度不但不會升高，還會降下來，影響太陽能電池的工作效率。因此，我們在火星的生活除了靠太陽能提供能源，另有一套核電系統(tǒng)，以備不時之需。我們的火星通勤車，也兼有太陽能帆板與放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（核電池），實現(xiàn)雙保險。像當(dāng)年人們津津樂道的“好奇”號火星探測器，也裝備了這種類似的核電池。

扯遠(yuǎn)了。在地球上，農(nóng)民晴天干活，陰天收工。在火星上，特別在高緯度地區(qū)，多少有點不一樣，晴天要是沒有塵卷風(fēng)還湊合。但是塵卷風(fēng)什么時候開刮，我們暫時還摸不準(zhǔn)，只能等到大風(fēng)散去，天剛“陰”還不太陰的時候趕緊出艙作業(yè)——因為火星缺乏大氣環(huán)流，所以除了下干冰雨，天色放晴很不容易。說到出艙作業(yè)，比如“修房子”，需要看看是不是有大塊的砂石蹭花了我們“家”的太陽能收集瓦，各種探測設(shè)備的保護罩是不是完好，各種管線是否通暢等等。再比如像今天這樣，我要和同伴鮑曼開著火星車，去200米外回收貨運飛船從地球給我們帶來的補給品。

“蔬菜大棚”

原諒我叨逼叨。我們在火星上的“家”人口暫時不多，算上我一共2男2女，來自中美俄德4個國家，互相交流暫時只能靠英語。我已經(jīng)好久不說漢語，一打開話匣子就摟不住。

我們管自己在火星上的“家”叫“蔬菜大棚”，這個名字是我起的，很快就得到了大家的認(rèn)同。在地球的時候，我曾經(jīng)專門到北京航空航天大學(xué)的“月宮一號”生物再生生命保障系統(tǒng)中進行了專門培訓(xùn)。這么長而拗口的專業(yè)詞，一定是學(xué)理工科的孩子弄出來的，嚴(yán)謹(jǐn)，有邏輯，而且一定很難懂。我這么說你就明白了，“月宮一號”在2014年的時候還是一套兩居室，一間住人，一間種植物，幾年后又增加了一間，用于太空條件下的微重力研究，變成了三居。整個“月宮一號”相對于外界是密閉的，某種程度上，種植物那間才是核心。植物除了為參試志愿者提供糧食和蔬菜，還能通過光合作用產(chǎn)生氧氣，通過蒸騰作用產(chǎn)生純凈的飲用水。殘枝敗葉能做植物的肥料，還能用來養(yǎng)志愿者們吃的黃粉蟲。同樣，志愿者呼出的二氧化碳回饋給植物，參與光合作用。志愿者的固體排泄物和生活垃圾經(jīng)過微生物降解，水分析出，碳元素產(chǎn)生二氧化碳；尿液和生活廢水經(jīng)過生物凈化。降解剩下的固體殘渣含有大量的氮磷鉀和有機質(zhì)，經(jīng)過發(fā)酵設(shè)備，變成肥料，成為植物的“營養(yǎng)品”。水和二氧化碳則返還給植物吸收。這樣，整個系統(tǒng)實現(xiàn)自給自足、自產(chǎn)自銷、自力更生。

我們在火星上的“家”借鑒了“月宮一號”的某些原理，也可以說是參照了更早、規(guī)模超大的“生物圈2號”?！笆卟舜笈铩崩梅N植農(nóng)作物解決部分食物、供水和供氧問題，同樣人體排泄物、生活垃圾和呼出的二氧化碳也實現(xiàn)了完全的回收。和“月宮一號”或“生物圈2號”的根本區(qū)別是，我們并不生活在密閉空間里，而是和火星環(huán)境存在著某種程度的交流。2014年，NASA提出“現(xiàn)場資源利用”戰(zhàn)略，并隨后展開一系列試驗，到2020年已經(jīng)可以將火星上的二氧化碳轉(zhuǎn)化成氧氣。如今造出來的新鮮氧氣被輸送到“蔬菜大棚”中，這也是吸取了1993年“生物圈2號”失敗的教訓(xùn)——密閉空間規(guī)模越大（占地12 000平方米，容積141 600立方米），參與的動植物微生物越多（4 000個物種），實現(xiàn)正常碳循環(huán)的配平也就越難，導(dǎo)致氧氣與二氧化碳的大氣組成比例無法自行達到平衡。

由于在天體基礎(chǔ)物理領(lǐng)域并沒有本質(zhì)突破，人類還沒有像21世紀(jì)初著名科幻小說《三體》里寫的那樣，借助什么“多維碎塊”就能穿越時空，所以脫離地球引力還得靠火箭，但是火箭推進技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。21世紀(jì)頭30年，NASA已經(jīng)對核動力火箭進行了充分研究。核反應(yīng)堆把氫加熱到極高溫度后，炙熱的等離子流通過噴管膨脹噴出，其流向通過磁場約束，繼而產(chǎn)生強大推力，其效率可以達到常規(guī)化學(xué)能火箭的兩倍。常規(guī)化學(xué)能火箭到達火星的時間可達半年，火箭大量空間被用于攜帶燃料，有效載荷較低。有了核動力火箭，抵達火星的時間縮短為30天，有效載荷大大提升。endprint

按照NASA原計劃，在2033年或者2045年發(fā)射4～6名在火星登陸的宇航員，他們將借助半永久性的庇護所，至少要在火星表面生活540天。2033年，我們?nèi)缙趯崿F(xiàn)了這個愿望。7枚大功率SLS改進型運載火箭次第發(fā)射，每枚將140噸有效載荷運至近地軌道，其中包括3個核動力推進艙段。在火箭進入近地軌道前，含有液氫推進劑的核動力艙段要保持低溫，嚴(yán)防在入軌前發(fā)生核裂變，給地球造成不可控的核災(zāi)難。

到了近地軌道后，各類載荷像拼裝積木一樣，重新組裝，形成3艘各自獨立的火星登陸載具，每艘分到一個核動力艙段?；鹦堑顷戄d具有不同分工，一艘是負(fù)責(zé)“現(xiàn)場資源利用”的貨運型，包含2枚原運載火箭的載荷；一艘代號“哥白尼”，負(fù)責(zé)攜帶我們乘坐的“獵戶座”載人火星登陸器和來自2枚原運載火箭的火星居所設(shè)備；剩下3枚原運載火箭的載荷完成組裝后，形成第三艘，數(shù)月后從近地軌道出發(fā)前往火星。

我們到達火星后，第一步就是要“蓋房子”。“蓋房子”不是小事，得循序漸進，先從我們蝸居的充氣式“起居室”開始，再根據(jù)條件向外擴展。在貨運登陸載具上，我們事先存儲了至少能吃上8個月的食品。之所以能帶這么多東西，是因為我們再也不必像老式的常規(guī)化學(xué)能火箭那樣，把各種設(shè)備、補給和人擠在一起塞進一艘飛船。

最關(guān)鍵的另一個“居室”——攜帶有無土培養(yǎng)基和大量蔬菜種子的植物艙，是中國設(shè)計的。經(jīng)過拼裝、試運營，我們將“起居室”和植物艙成功對接，發(fā)現(xiàn)各分系統(tǒng)運轉(zhuǎn)很正常。借助陽光和室內(nèi)光源的照射，以及從鋪設(shè)在各艙體外表的太陽能收集瓦上獲得的熱量，在我們到達火星30天后（包含組裝時間），蔬菜種子就已經(jīng)開始發(fā)芽。當(dāng)?shù)谝桓↑S瓜頂著鮮花出現(xiàn)的時候，艙內(nèi)一片歡呼，俄國姑娘娜塔莎和美國姑娘勞倫斯更是熱淚盈眶。

NASA早在很多年前就已經(jīng)開始研究對策，并測試過很多種火星基地的設(shè)計方案。2014年8月，NASA與3D打印機生產(chǎn)商MakerBot合作，舉辦了一次面向社會大眾的“火星基地設(shè)計挑戰(zhàn)賽”。經(jīng)過海選，3種方案最終入圍。第一種方案叫“蜂后B”，設(shè)計靈感就是蜂巢。第二個方案 “火星衛(wèi)城”，靈感是希臘雅典衛(wèi)城。第三個方案是“火星金字塔”。3種方案各有優(yōu)點：第一種最省建材，但是外表墻角容易積攢灰塵，影響采光采熱的效率；第二種方案里植物溫室多，造氧充分，物產(chǎn)豐富，但風(fēng)阻最大；第三種采光采熱最好，但是越往上越窄，內(nèi)部空間浪費最大。

在地球時，我們就針對充氣式火星居所的模型進行了無數(shù)次風(fēng)洞試驗，并進行了計算機模擬。最后我們還是選擇了近流線型的卵式造型，對，遠(yuǎn)看就有點像北京國家大劇院，但是你近了仔細(xì)看，其實每片太陽能收集瓦都是一個高分子材料制成的凸透鏡，而且每片外形和鋪設(shè)位置都依照當(dāng)?shù)仄骄柛叨茸兓瓿闪藦?fù)雜的計算機模擬，不僅能保證在絕大部分日照角度都可以收集到充足熱量，而且采光面積最大，同時風(fēng)阻也最低。因此最終我們植物艙和“起居室”的外形，就是兩個大蛋。

太陽能收集瓦兼防輻射，是靠3D技術(shù)打印的，所以哪塊壞了，直接在電腦里找到它的編號，然后按一下“確認(rèn)”，嚴(yán)絲合縫和原來一模一樣的新瓦片就出來了。顯然，我們給變成“蛋”的“蔬菜大棚”鋪設(shè)或修繕太陽能收集瓦時，可能會出點麻煩，一不小心容易出溜下來。解決辦法是，生產(chǎn)商預(yù)先在“蛋殼”框架上設(shè)置了很多堅固的環(huán)扣。作業(yè)的時候，我們從宇航服腰間的口袋里拉出一根帶掛鉤的繩索，再把掛鉤套在環(huán)扣上，這樣一則不用擔(dān)心從屋頂?shù)粝氯グに?，二則不用擔(dān)心繩索把自己纏住，三則不用擔(dān)心被突然出現(xiàn)的塵卷風(fēng)刮跑。繩索、掛鉤、環(huán)扣和框架都是納米材料做的，柔韌性很好，又相當(dāng)結(jié)實。

我的專業(yè)特別適合研究跟挖井打眼有關(guān)的事。我們在火星土壤層鉆孔，探測下邊哪里有冰或者含冰土壤，這可是讓我們持續(xù)在火星生活的關(guān)鍵。2008年，NASA“鳳凰”號火星探測器在火星北極地區(qū)成功掘取到了含冰的土壤樣本。接著，火星有水的證據(jù)一次次出現(xiàn)在當(dāng)時的媒體上。2013年9月，美國倫斯勒理工學(xué)院和NASA等機構(gòu)的研究人員在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，說他們利用“好奇”號火星探測器攜帶的樣本分析儀，將其登陸火星后獲得的第一鏟細(xì)粒土壤加熱到835攝氏度的高溫，結(jié)果分解出水、二氧化碳以及含硫化合物等物質(zhì)，其中水的質(zhì)量約占2%，這意味著在每立方英尺（不到0.03立方米）的火星土壤里就能獲得約1升的水。

有了水，有了制氧設(shè)備，可以說我們改造火星的計劃就邁出了第一步，盡管這一步不算大，就像一個蹣跚學(xué)步的小寶寶一樣。2014年9月，NASA的科學(xué)家曾表示，人類可以用至少600年的時間，讓火星變出大氣、水以及植被，手段是制造“溫室效應(yīng)”，通過火星的土壤和空氣，合成全氟化碳，然后向火星大氣排放。火星變暖后，原本固態(tài)的二氧化碳（干冰）會恢復(fù)到氣態(tài)，火星極地地區(qū)的冰層也將開始融化，形成江河湖海。接下來，細(xì)菌和地衣類植物慢慢出現(xiàn)，然后是苔蘚。植物光合作用越來越強，反過來又刺激更多植物出現(xiàn)，火星上將出現(xiàn)森林。與此同時，再用細(xì)菌和固沙植物改良土星沙質(zhì)土壤，便于將來更多的火星移民耕種。

變出另一個地球，還停留在假說階段，落實起來需要花大量的金錢，是不是可行還很難說，這點我保持謹(jǐn)慎。我覺得在現(xiàn)有基礎(chǔ)上慢慢來，一點點總結(jié)規(guī)律，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，小步慢跑，或許才是更好的辦法。老美如果讀一讀《易經(jīng)》或《莊子》，可能會對他們的計劃有更深刻的理解。

打印美食

火星一年相當(dāng)于地球上的687天，是地球年的1.88倍。這么長的時間很難熬，我們選擇把所有同伴的傳統(tǒng)節(jié)日都過上一遍——圣誕節(jié)、東正教圣誕（地球時間1月7日）、元旦、中國春節(jié)、端午節(jié)、重陽、中秋……情人節(jié)那天，我和鮑曼一定要向兩位姑娘各送上一個西蘭花，不送玫瑰的原因是那玩意兒在我們這沒用，綠色才能打動芳心?；鹦怯袃蓚€自己的“月亮”，火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，鑒于它們的圍火星公轉(zhuǎn)的周期分別只合地球時間的7個小時和30個小時，所以我們老是看見它們。原本也想依據(jù)它們過個節(jié)，后來發(fā)現(xiàn)這樣不行，節(jié)不能一天過好幾次，否則對正常生活時的心理狀態(tài)會形成嚴(yán)重的摧殘。

由于圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道偏心率比地球大很多，火星與太陽之間的距離變化比地球明顯得多，這造成每個火星日的時間并不像地球那樣每天保持恒定，只是個平均數(shù)而已，相當(dāng)于地球時間24小時39分35秒。而且，每片火星區(qū)域都有自己的時間，不像地球那樣，知道北京時間，就可以按照時區(qū)或加或減，推斷東京或紐約的時間。為了應(yīng)付巨大的計時誤差，NASA的科學(xué)家曾經(jīng)制定出了一套復(fù)雜的歷法，規(guī)定每個火星年包含22個月。通俗一點說，就好像古代中國人，壓根就不在乎什么時區(qū)，而是看太陽高度決定一日的作息，日上三竿，還沒起床，就得打屁股。因此我能比較快地適應(yīng)。鮑曼就不行，德國佬一根筋得厲害，好生痛苦了一陣子。

這次貨運飛船給我們送來的依舊是各種食材，包括牛排。我們目前還不宜在“蔬菜大棚”內(nèi)大量養(yǎng)殖畜類，一方面它們胃口比我們大得多，我們養(yǎng)那點作物目前自給有余，但根本不夠它們吃。科學(xué)家曾統(tǒng)計，一頭牛吃進的飼料有16%會轉(zhuǎn)化成甲烷排出體外，這種可燃?xì)怏w對我們家的潛在威脅極大。在我們睡覺的時候，它們可不會叫醒我們，說自己要大便了。

考慮到各種突發(fā)情況，我和鮑曼嚴(yán)格按照規(guī)定駕駛火星通勤車，不能開得太遠(yuǎn)。說起來搞笑，我第一眼看到打開太陽能帆板的“好奇號”火星探測器的時候，就覺得它像一輛怪異的平板車。如今我們駕駛的這輛也差不多，無非是比它大上幾圈。我們裝好貨，匆匆往回趕，余暉之中，仿佛火星上的駱駝祥子。

所謂食材，其實就是各種干粉。NASA在2013年就開始集資，研究3D食品打印技術(shù)。到我們登陸火星的時候，這種技術(shù)已經(jīng)很成熟，打印牛排、披薩、漢堡、沙拉等主流西餐都沒問題。只是想起麻婆豆腐和魚香肉絲，我還是禁不住咽了一口口水。食材保質(zhì)期高達30年，無論如何也不能保證新鮮的口感，還好，味道還不錯。

我們晚上要開個大Party，娜塔莎今天過生日。

責(zé)任編輯：吳佩新endprint