遙遠(yuǎn)的木衛(wèi)二

卡羅琳·享森是一位天文學(xué)家的女兒，丈夫是一名工程師，除此之外，她還是一位資深的科幻小說(shuō)迷，她常常對(duì)人說(shuō)：“我確確實(shí)實(shí)想到太空去，我想在那里生活并種植糧食。我想成為一個(gè)不朽的先驅(qū)。”她還說(shuō)：“我們擔(dān)心如果在這個(gè)星球上待的時(shí)間太長(zhǎng)，事情會(huì)變得非常非常令人厭煩。”

卡羅琳讀過(guò)的第一本小說(shuō)就是羅伯特·海因萊因的《太空農(nóng)夫》。

這本書(shū)講的就是太空移民的故事。故事里，男孩比爾和他的家人一起為了逃避地球上過(guò)密的人口和饑荒來(lái)到了木衛(wèi)三上。小說(shuō)中，因?yàn)橛辛丝砂驯兂赡茉春涂諝獾摹百|(zhì)能轉(zhuǎn)換器”，木衛(wèi)三已經(jīng)有了人造大氣層，所以使這一家人的冒險(xiǎn)成為可能。海因萊因?qū)懙溃骸安牧弦呀?jīng)有了，就是冰，再有足夠的能源，就能把水分子變成氫和氧。當(dāng)然氫是向上走的，氧則停留在表層供人們呼吸。”

在今天，吸引了更多科學(xué)家目光的卻是木衛(wèi)二。1997年，由伽利略探測(cè)器從距木衛(wèi)二僅600千米處拍到的圖片，使這顆直徑僅為3138千米的年輕星球，成為繼火星之后，又一個(gè)生物天文學(xué)圣地。通過(guò)對(duì)這些令人稱(chēng)奇的圖片所做的地質(zhì)分析，天文學(xué)家們推斷，木衛(wèi)二與地球一樣富含液態(tài)水，只是這些水都被封蓋在冰層下面。水是形成氨基酸，進(jìn)而形成化學(xué)鏈的必要組成部分，化學(xué)鏈又引起脫氧核糖核酸與活性細(xì)胞的形成。

當(dāng)然，也有人認(rèn)為照片上木衛(wèi)二的地表特征并不是由于存在著固態(tài)水與液態(tài)水而形成的地理現(xiàn)象。比如俄羅斯宇宙物理學(xué)家鮑利斯·羅季奧諾夫就有自己大膽的推測(cè)。他認(rèn)為星球光滑表面上那些美麗的紋路是輸油管和高速公路形成的網(wǎng)絡(luò)，所以，他認(rèn)為，在木衛(wèi)二上有一種高度的文明，以至于在木衛(wèi)二上建造起了龐大的地下城市。即使木衛(wèi)二沒(méi)有可以供人呼吸的大氣，也沒(méi)有防護(hù)太陽(yáng)和木星輻射的磁場(chǎng)。

建立外星大氣層

無(wú)論如何，木衛(wèi)二這種現(xiàn)象已經(jīng)喚起了人們的極大興趣。已經(jīng)有人在計(jì)劃著向木衛(wèi)二發(fā)射一個(gè)可以穿透冰蓋的探測(cè)用的小型潛水艇。

而早在1997年，卡西尼號(hào)探測(cè)器就已經(jīng)上路，向著土星及其衛(wèi)星泰坦星進(jìn)發(fā)。2004年，探測(cè)器將降落到泰坦星的大氣層，并繪制星球表面的地圖。

泰坦星遠(yuǎn)離地球，距離達(dá)12.2億千米，其表面溫度為-178℃，使人很難看到生命存在的可能。而旅行者號(hào)探測(cè)器發(fā)回的光譜分析卻又表明，在太陽(yáng)系唯有泰坦星像地球一樣，大氣層中含有大量的氮分子，同時(shí)，還存在著大量的甲烷。這不禁使人想起數(shù)十億年前地球也差不多是同樣的大氣環(huán)境。這樣的大氣環(huán)境可能導(dǎo)致強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，這種效應(yīng)則有可能使泰坦星表面溫度劇增，形成一個(gè)類(lèi)似地球誕生生命前的環(huán)境。到那時(shí)候，如果再讓科幻迷卡羅琳來(lái)進(jìn)行太空移民選擇，她肯定就會(huì)選擇做泰坦星的第一代新太空人類(lèi)。

但是，所有夢(mèng)想著向太空移民的人，不管是科學(xué)家還是科幻作家，沒(méi)有人想過(guò)要靜待我們相鄰的行星及它們的衛(wèi)星上發(fā)生自然演變，直到可以讓我們搭起通向宇宙深處的最初的跳板。在可以預(yù)見(jiàn)到的將來(lái)，人類(lèi)可能始終把火星當(dāng)成宇宙殖民的首選目標(biāo)。在下一世紀(jì)最初的十年，我們就可能看到人類(lèi)完成從地球到火星的最初旅程。

而且，人類(lèi)對(duì)火星上可能存在生命的希望雖然數(shù)度被科學(xué)結(jié)論否定，卻又被太空探險(xiǎn)中的一些不確定的發(fā)現(xiàn)重新激發(fā)。比如，通過(guò)最近的火星探測(cè)飛行，又一次證明火星可能真有水的存在。只不過(guò)，這些水不是在最初人類(lèi)以為的火星運(yùn)河中流淌，而是以固態(tài)即冰的形式儲(chǔ)存在紅色星球的極地之上。于是，美妙的想象再次復(fù)蘇：火星曾經(jīng)是一個(gè)鳥(niǎo)語(yǔ)花香的世界嗎？從現(xiàn)階段人類(lèi)的認(rèn)知水平而言，這是一個(gè)無(wú)法做出結(jié)論的問(wèn)題。但是，人類(lèi)去火星將減輕許多負(fù)載，比如水或者制造水的設(shè)備與能源。剩下來(lái)的問(wèn)題似乎就是，在用光以固態(tài)儲(chǔ)存于火星上的水之前，人類(lèi)能夠在火星上建立起一個(gè)類(lèi)似于地球的生態(tài)系統(tǒng)嗎？

永遠(yuǎn)的火星

太空環(huán)境科學(xué)家甚至制定出了一個(gè)頗為詳盡的綠化火星時(shí)間表，并將這一計(jì)劃分為幾個(gè)階段來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)。

第一階段，第一批地球人到達(dá)火星。他們將生活在透明的密封的圓形建筑內(nèi)，只有穿上宇航服才能出外探險(xiǎn)。他們將在不太大的范圍內(nèi)進(jìn)行種植試驗(yàn)，分解火星大氣層，探測(cè)火星地質(zhì)狀況。

第二階段，更多人到達(dá)火星，采用一種或多種方法使火星溫度上升。方法之一，是用火星軌道上的太陽(yáng)反射鏡，將太陽(yáng)熱能更多地反射到火星表面，并以此融化火星上的冰。還有一種方法是建立核能驅(qū)動(dòng)的化學(xué)工廠，工廠制造并向火星釋放溫室效應(yīng)氣體。如果一切順利，能夠過(guò)濾掉對(duì)生物形成致命殺傷的紫外線(xiàn)的臭氧層將會(huì)生成。這一階段，火星上的居住人口可能達(dá)到一萬(wàn)之眾。當(dāng)然，他們都還住在密封建筑里生活和生產(chǎn)。

第三階段，二氧化碳、氮和水在火星表面生成，溫度也上升到適合人類(lèi)生存的標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)，火星上的五萬(wàn)居民將會(huì)看到火星的紅色天空變向深藍(lán)，帶來(lái)雨水的白云升上天空，水流開(kāi)始在火星上那些干涸的河道里蜿蜒，植物也將在這個(gè)星球的表面開(kāi)始生長(zhǎng)。植物用二氧化碳制造出大量的氧，從而改變火星的大氣構(gòu)成。如果生物制氧太慢，有科學(xué)家還主張把碳酸巖和氧化鐵礦床加熱，使其向火星大氣層釋放出幾百萬(wàn)噸的氧氣。

第四階段的到來(lái)會(huì)遲緩一些，但這一階段一旦到來(lái)，火星上的氣溫和氧氣含量就會(huì)達(dá)到與地球相同的水平，更多的植物走向這個(gè)星球的每一角落，一些小型的海洋也開(kāi)始生成。移民數(shù)量會(huì)以更快的速度增長(zhǎng)。這時(shí)，火星上的人將開(kāi)始謀劃著向另一顆星球進(jìn)發(fā)了。

不管從理論還是實(shí)踐上說(shuō)，真正重要而且困難重重的肯定是第一階段。科幻作家對(duì)這第一步也做出了自己不乏科學(xué)根據(jù)的想象。弗雷德里克·波爾有一部名為《人變火星人》的長(zhǎng)篇小說(shuō)，故事中首批地球人登臨火星時(shí)也是住在密封的環(huán)境里，但其中一個(gè)人在地球上的時(shí)候，就已經(jīng)用電子、生物與機(jī)械技術(shù)從里到外徹底地改造過(guò)了。因此，他已經(jīng)是一個(gè)無(wú)須任何適應(yīng)過(guò)程，就能在地球與火星兩種環(huán)境里行動(dòng)自如的新人類(lèi)。科幻作家為科學(xué)家提供了一種新穎而合理的思想。

關(guān)于火星上水的來(lái)源，除了其兩極儲(chǔ)存的冰之外，阿西莫夫在其發(fā)表于20世紀(jì)50年代的小說(shuō)《火星之路》里指出，土星有顆體積達(dá)1.4億立方千米的衛(wèi)星全部是水。如果把這個(gè)超大冰塊運(yùn)送到火星上，除了能滿(mǎn)足所有灌溉的需要外，還能迅速改變火星的大氣環(huán)境。有人想到用一枚巨大的火箭將其推進(jìn)到火星，如果這在未來(lái)的技術(shù)條件下具有某種可能性的話(huà)，如何使其安全降落而不致造成毀滅性的災(zāi)難又成了另外一個(gè)問(wèn)題。

“生物圈2號(hào)”的嘗試

于是，我們很容易地又回到了前面比較考驗(yàn)人類(lèi)耐心的階段論上。即使如此，考慮到生物圈脆弱的特性，火星上人工的生物圈的穩(wěn)定性也是令人擔(dān)憂(yōu)的。因?yàn)樵诖酥埃诘厍蛏希粋€(gè)小范圍模擬地球生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)工程已宣告失敗。

1986年11月，一個(gè)名“生物圈2號(hào)”的模擬生態(tài)系統(tǒng)工程在美國(guó)干燥的沙漠中破土動(dòng)工。這是一座占地超過(guò)1.2萬(wàn)平方米，用玻璃與鋼材構(gòu)成的可以與外界完全隔絕的全封閉建筑物。除了一個(gè)可供八個(gè)人生活與進(jìn)行自足式農(nóng)業(yè)生活的2000平方米的生活區(qū)，設(shè)計(jì)者還在其中設(shè)計(jì)了5個(gè)荒野區(qū)：帶小山峰的熱帶雨林區(qū)、水下有珊瑚礁的海洋區(qū)、加利福尼亞式的沙漠區(qū)、熱帶草原區(qū)，以及一個(gè)佛羅里達(dá)式的沼澤區(qū)。

設(shè)計(jì)者們最初的設(shè)想是，圈內(nèi)的居民和3800多種動(dòng)植物（可能遠(yuǎn)比最初的火星殖民地物種要豐富），能夠在這個(gè)封閉的系統(tǒng)中靠循環(huán)方式利用其中的空氣、水分與多種養(yǎng)分維持一種自足的生存。如果這個(gè)項(xiàng)目取得成功，可以為人類(lèi)早期在外星球的生活提供一個(gè)可資借鑒的樣板。可惜的是，這個(gè)并沒(méi)有像火星一樣的干旱與塵暴，也沒(méi)有面臨低重力環(huán)境等困難的自足世界，還有功能強(qiáng)大的外在設(shè)備幫助其維持穩(wěn)定的濕度與溫度的項(xiàng)目最后還是走向了失敗。

1991年9月，八名科學(xué)家作為這個(gè)人工世界的首批居民進(jìn)入封閉系統(tǒng)，執(zhí)行為期兩年的科學(xué)使命。很快，計(jì)算機(jī)就顯示生物圈內(nèi)大氣層中的氧氣含量正在下降，一年多后，氧氣含量從21%下降到14%，這就和生活在大山頂上差不多了，稀薄的空氣使其中的居民在工作時(shí)感到力不從心。

原來(lái)是生物圈內(nèi)生產(chǎn)區(qū)中用于糧食生產(chǎn)的2000立方米沃土導(dǎo)致了這種情況的出現(xiàn)。沃土中富含的大量有機(jī)質(zhì)，使其成了微生物的樂(lè)園，超量繁殖的微生物消耗了大量的氧氣。

圈內(nèi)居民還發(fā)現(xiàn)，在沒(méi)有毀滅性自然災(zāi)害的前提下，如此肥沃的土地上種出的糧食卻不夠維持生計(jì)。僅僅因?yàn)楣饩€(xiàn)不足和病蟲(chóng)害，糧食不能達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)量。

最后，該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人不得不向圈內(nèi)注入氧氣，這已經(jīng)與最初的設(shè)想大相徑庭了。據(jù)說(shuō)，這一項(xiàng)目的主持者中，有許多人都是移民火星的狂熱派，所以這些麻煩都未向外界透露。實(shí)驗(yàn)仍然在困難地繼續(xù)，但問(wèn)題卻不斷發(fā)生，移入生物圈中的25種脊椎動(dòng)物只有6種生存了下來(lái)，大多數(shù)昆蟲(chóng)都滅絕了，包括許多像蜜蜂一樣傳播花粉的昆蟲(chóng)，這意味著許多植物也將無(wú)法結(jié)出種子。與此同時(shí)，一些生物卻瘋狂地繁殖：牽牛花瘋長(zhǎng)，四處布滿(mǎn)蟑螂，形成了一場(chǎng)生態(tài)災(zāi)難。

1993年2月，生物圈工程科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)成員全體辭職，并承認(rèn)科研工作沒(méi)有取得絲毫進(jìn)展。1994年4月，第一批居民中有兩位破墻而出，因?yàn)閾?dān)心惡劣的生態(tài)環(huán)境危及生命安全。

但更多的人相信，這只是告訴人們，人類(lèi)到外星安家，會(huì)面臨比預(yù)想更多的困難，也許還有沒(méi)有預(yù)想到的困難。但并不能因此說(shuō)，人類(lèi)要永遠(yuǎn)在被地球大氣層滋養(yǎng)的同時(shí)，也被牢牢地封閉。

此文開(kāi)頭的卡羅琳·亨森寫(xiě)了一首歌，正能代表大多數(shù)人對(duì)人類(lèi)未來(lái)的信心，這首歌就叫《奔向群星》：

我們聚集在一起，去創(chuàng)造地球的未來(lái)，

我們手挽著手，我們是再生的人類(lèi)。

宇宙敞開(kāi)了大門(mén)，群星敞開(kāi)了大門(mén)，

星空中有著豐饒的土地。

宇宙敞開(kāi)了大門(mén)，未來(lái)在我們肩上，

奔向宇宙，奔向群星。