本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
上周在墨西哥瓜达拉哈拉举行的第 67 届国际宇航大会 (IAC) 上,亿万富翁企业家兼 SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克 详细阐述了他的梦想,即“确保意识之光不会熄灭”,这是一个大胆的计划,旨在通过建造 巨型火箭飞船将一百万拓荒者运送到火星—以及更远的地方,从而使人类成为一个多行星文明,并使其免于灭绝。在长达一小时的演讲之后,马斯克征求问题,无疑是希望进行一次富有启发性和深思熟虑的讨论。
随之而来的是一系列提问式的答非所问,一位又一位热情的听众用奇怪的要求轰炸他。马斯克出席通常庄严的国际宇航大会,吸引了他的铁杆粉丝蜂拥而至,一度房间里最理智的人似乎是舞台上那个推销将一百万人送上火星计划的人。一位提问者要求向埃隆扔一本漫画书;另一位试图引诱他进入停车场一辆30吨的原型电动巴士;一位与网站 Funny or Die 有关联的制片人试图向他推销一部由迈克尔·塞拉主演的、饰演第一位登上火星的宇航员的视频系列,一位名叫“劳拉”的人提出与他“上楼”,给他一个“幸运之吻”。只有少数专业记者设法在这群形形色色的人物中挤出时间提问,主要是询问马斯克雄心勃勃的计划在技术和财务上的可行性。
不过,最重要的一个问题,却无意中来自一位名叫“阿尔多”的人,他一开始就吹嘘自己最近参加了“燃烧人节”——内华达沙漠中一年一度的艺术和音乐节,这让他意识得到了扩展。阿尔多想知道,火星上缺乏液态水,是否会使马斯克充满希望的殖民地变成“像燃烧人节一样尘土飞扬、没有水的烂摊子”?SpaceX 将如何在如此寒冷和干燥的世界中为殖民者开发“可持续的卫生设施”?人类的排泄物在那里不会成为一个大问题吗?马斯克实事求是地回答说,由于火星上的水冰非常丰富,真正的麻烦将是产生足够的能量来融化所有冰,而不是使用无水厕所。
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马斯克的回答——就像阿尔多的问题以及当天在瓜达拉哈拉提出的所有其他问题一样——轻率地忽略了人类火星之旅面临的最棘手的问题:如果那里存在生命——哪怕只是在红色星球孤立的避难所中苟延残喘的外星微生物——我们从地球输入的任何生物污染都可能造成生态和科学灾难。我们很可能是我们太阳系中唯一的意识和技术火花,但我们无疑也是肮脏的、布满微生物的动物,我们的肠道、肺部和皮肤中携带了大约一公斤的细菌。如果没有谨慎的(而且迄今为止在很大程度上尚未开发和测试的)对策,像宇航服泄漏、温室圆顶或污水管道这样简单的东西,就可能释放出我们微生物群中最顽强的成员,在我们到达之前传播并殖民火星的大部分地区。这种侵入性微生物的爆发很容易摧毁任何脆弱的本土生物圈,并随之摧毁我们寻找和研究真正外星生命例子的希望。我们文明对未知事物永不满足的好奇心和对边疆的渴望,是否应该凌驾于外星生物的福祉之上,即使只是微生物?将人类送上火星是否值得付出行星规模生态灭绝的代价?(我在其他地方更彻底地探讨了这个问题,特别是在我最近一篇关于首次人类登陆火星应该在哪里的科学辩论的专题报道中。)
当然,这不是一个新问题——几十年来,航天机构一直在为前往火星和其他行星际目的地的任务研究“行星保护”,NASA 甚至设立了一个行星保护官的全职职位,目前由生物学家凯瑟琳·康利担任,负责执行行星保护协议。这些协议由一个名为空间研究委员会的国际组织编纂,源于 1967 年的《联合国外层空间条约》,该条约禁止对其他行星进行“有害污染”。但目前的规则只涵盖无生命的机器,这些机器可以在烤箱中烘烤,用抗菌化学物质清洗,并用杀菌辐射照射。
最严格的消毒措施是为访问火星上所谓的“特殊区域”的航天器保留的,卫星观测表明,在这些区域,液态水和其他适宜居住的特征可能仍然存在。前往特殊区域的探测车或着陆器总共只能携带 30 万个细菌“搭便车者”,这比点缀在培养皿上的单平方毫米菌落中的数量还少——粗略的初步计算表明,这会产生地球细菌在火星上获得鞭毛附着点的万分之一的可能性。当然,特殊区域也将是未来乘坐 SpaceX 超级火箭抵达的任何定居者的首选地点。但是,在这些地方登陆一个人——更不用说一百万人了——将彻底打破目前流行的行星保护范式。
到目前为止,除了干脆不去,或者无视或改写规则之外,还没有解决这个问题的可行方案。(顺便说一句,对于非国家/企业规则违反者,似乎也没有明确的惩罚或执行机制。)马斯克本人似乎认为行星保护不是问题,他在 2015 年表示,他认为火星表面是完全无菌的,任何本土微生物都被限制在行星地表下无法接近的深处。
与马斯克相反,行星保护的最坚决倡导者建议,与其急于将人类送上火星,我们应该首先关注将他们送往火星的小卫星火卫一和火卫二。“如果我们把我们肮脏的肉袋身体留在太空,并在地表远程操作无菌机器人,我们将避免对火星造成不可逆转的污染——并避免在一段时间内混淆我们是否是太阳系中唯一的生命这一问题的答案,”行星学会的知名博主艾米丽·拉克达瓦拉 写道。“也许时间足够长,让机器人品尝火星水或发现火星生命。”
并非所有科学家都持有如此严格的观点。许多人认为,撇开特殊区域不谈,火星本身就太不适宜居住了,即使实验室测试表明,一些通常与人类相关的细菌可以在火星条件下茁壮成长,但它也不可能允许来自地球的入侵性微生物广泛繁衍。有些人反而认为行星保护是徒劳的,因为地球的生物圈应该已经通过早期的航天器和巨大的小行星撞击产生的星际旅行的古代岩石碎片彻底污染了火星。另一些人,例如康奈尔大学行星科学家、NASA 火星探测漫游者任务负责人史蒂夫·斯奎尔斯,则更务实地指出,即使火星上确实存在生命,如果我们不亲自去那里,我们可能永远找不到它。斯奎尔斯在 2009 年告诉国会:“勇气号和机遇号通常一天完成的工作,人类探险家可以在不到一分钟的时间内完成。”
几十年来,所有这些争论在很大程度上仍停留在学术层面,因为 NASA 和其他航天机构曾多次考虑——随后又放弃——将人类送上火星。现在,NASA 正式计划在 2030 年代某个时候将宇航员送上火星,并为此建造了自己的巨型火箭和乘员舱,即太空发射系统 (SLS) 和猎户座乘员探索飞行器。许多专家认为,政治干预将推迟或延缓 NASA 的雄心壮志,因为 SLS 和猎户座的巨额支出预计到它们在 2020 年代初的首次载人飞行(计划只是绕月飞行)时,将已消耗约 300 亿美元。
相比之下,马斯克声称 SpaceX 可以用区区 100 亿美元开发其愿景所需的关键火箭技术,并可以在 2020 年代中期将第一批人送上火星——这为希望在此之前解决行星保护问题的科学家、工程师和政策制定者留下了很少的喘息空间。如果马斯克的预测被证明大致准确,我们可能会看到一个硬性截止日期的出现,对于那些希望继续远程探索相对未受污染和未被破坏的红色星球的科学家来说。科学界应该支持还是反对马斯克和 SpaceX?我不知道。但很明显,如果人类登陆火星,一切都将变得不可预测。