星际旅行可以实现吗？ 第1页

水星、金星、火星与地球距离示意，大部分时间内距离地球最近的是水星

水星太靠近太阳，探测器会受到太阳引力和辐射的巨大干扰。且水星质量很小，引力主导半径也被太阳引力压缩到仅为17万千米。这对于高速冲进太阳系内部的探测器而言，直接制动刹车和被引力俘获难度极大，必须利用金星和地球的引力反复改变速度大小和方向，直到达到理想状态，整个过程持续数年。综合考虑各个天体几何关系和火箭发射能力，对水星的理想探测窗口间隔远超116天，往往数年才一次好机会。

木星和土星探测亦是如此。理论上地球和它们的会合周期较短，分别为399天（木星）和378天（土星），几乎每年都可以探测。但它们已经属于太阳系外围行星，环绕太阳平均轨道半径达到7.8亿千米（木星）和14.4亿千米（土星），这意味着探测器需要跨过漫长的太阳系空间、持续数年才能抵达。

在实际情况下，对木星和土星的探测任务很大很重，依然需要借助地球、木星甚至金星的引力助推，才能最大限度降低对火箭要求，实现既定目标。以人类史上唯一的土星环绕探测器卡西尼号为例，它在发射后第一站并非向太阳系外，而是向内飞向金星并连续进行两次金星引力助推，再连续通过地球和木星引力助推最终飞抵土星。整个飞行时间长达7年，才确保卡西尼号在抵达土星后有足够能力继续工作了13年之久，极大扩展了人类对土星的认知。

对于太阳系内更外围的天王星、海王星、冥王星和柯伊伯带天体等，那里的太阳能已经微弱到无法用来给探测器供能，导致探测和旅行的难度进一步增加。人类甚至尚没有足够能力发射能够环绕它们的探测器，而仅能从远处飞掠。即便如此，这些“惊鸿一瞥”的任务已经造价不菲。例如，人类唯一飞掠冥王星的新视野号探测器花费就超过了8亿美元，但它只探测了冥王星和一颗太阳系边缘的小天体“天涯海角”，真正有效的观测时间仅数天。

因而，尽管地球与这些外围天体的会合周期极短（略多于1年），但距离和难度成为人类现今运载火箭技术难以跨越的天堑，对它们的探测极度低频。人类进入航天时代以来，仅有1977年发射的旅行者二号飞掠了木星、土星、天王星和海王星这四大太阳系外围行星，它在飞行过程中通过木星、土星、天王星等连续引力助推才能实现目标。这意味着它必须找到这些遥远天体的最佳几何关系，完成每一步精准借力。而这种完美的几何关系，仅约165年才发生一次，成为很多人一生都无法等到的时机。

去太阳系外围行星甚至太阳系边界完成一次旅行的代价更是可想而知。人类面对强大的太阳引力桎梏，依然显得渺小脆弱。

三、星际旅客：你真的做好准备了么？

人类这种动物，从“设计之初”就是为适应地球上1G重力、1倍大气压、适宜的温度、充分的水、生物能量来源等条件而生的。然而，进入空无一物的太空之后，这所有的条件都消失了，人类需要解决每一个新出现的问题。随着人类载人航天器技术的快速进步，满足人类短期使用的水、空气、温度、食物环境已经可以实现，在通过频繁补给的情况下，也能实现长达20年的国际空间站级别生命维持系统。然而，失重环境依然难以克服，所谓科幻电影里的通过旋转或机械摆臂等方式人造重力依然是遥不可及的工程高度。失重，依然是未来星际旅行中的一大挑战。

进入太空后，首先的挑战就是空间适应综合症。由于没有重力所有东西都会漂浮，人类也不例外，这导致人类无法区分上下前后左右东西南北，前庭系统和脑部相关神经就会出现紊乱，一个表现就是无法抑制的晕车晕船般恶心感。即便能够克服这些生理反应，但大脑却会持续认为自己处于完全失控的失重状态，需要很长时间适应。

经过长期待在太空后，由于缺乏重力的影响，身体的负重大幅降低，人类身体会本能认为消耗大量能量的肌肉用处不大，进而肌肉缓慢萎缩。此外，骨骼里的重要组成物质也会不断流失。不仅如此，曾经有宇航员采访时透露进入太空后脚部会大量脱皮。没有重力和走路压迫，角质和硬质皮肤掉落并不奇怪。在地球表面时，体液在重力作用下会更多集中下身体下部，但到了太空一切都不一样，这些体液更倾向于均匀分布在全身，这种体液变化对人体的影响也会较大。尤其是对心脑血管，脑颅内的压力会增加很多。眼球的压力也会增大，视力会受到影响，味觉和嗅觉系统也会受到很大干扰。体液循环和血液循环都需要身体长期调整才能适应这个变化。

目前的载人航天任务普遍是半年为最长周期，应对这些身体挑战的方式是尽可能在太空中利用辅助器械多多运动，让身体不至于变化太快。但尽管如此，宇航员从太空返回时依然显得犹如“玻璃人”一样，骨骼脆弱、肌肉无力、循环系统需要重新适应地球环境，因此必须要被工作人员像“八抬大轿”一样抬出来。现有的航天记录是苏联宇航员Valeri Polyakov曾在一次任务中在太空待了438天，这个挑战可想而知。

载人飞船是个与地球完全不同的环境：狭小的生活空间，不可避免的噪声和振动，常年不变的“天气”，不断单调重复的每天生活，失重状态会对人的内分泌有一定影响。这些因素对于长期参与星际旅行的人类心理，也是巨大的挑战。人类，或许会不可避免地出现心理问题。这既包括个人的烦躁、孤独与抑郁，也包括人类的基本需求无法满足（比如美食美酒、家庭人伦）带来的失落感。在这种情况下，比起星际旅程带来的快乐，或许旅客们更需要对抗潜在的心理问题。

在未来的长期星际旅行中，时间周期可能远远长于地球上一次载人航天之旅。例如一次火星之旅就需要耗时约三年时间，且一旦出发就没有了“回头路”，更不可能中途放弃返程，而必须按照引力和探测窗口的束缚走完全程。期间面对的诸多挑战，都需要逐个克服。可以说，为实现这个目的，人类目前还需要很多工作要做。

人类，是地球50多亿年来孕育出的最不可思议物种。不同于其他物种只能把痕迹留在地底形成石油、煤炭和化石，人类把存在的痕迹正努力送入更广袤的太空。人类给地球创造了数以万计的人造卫星，给地球唯一的天然卫星月球也送去了几十位探测使者。在五大行星，都有人类探测的永久标记。甚至还有五个探测器，它们正飞在永远离开太阳系的旅途中。拥有冲出地球摇篮、迈入星辰大海的梦想，是人类最值得自豪的特点。

未来的星际旅行时代，几乎是人类发展的必然，但是仍需要我们进行大量努力解决一系列问题。你，真的准备好了么？