特別收錄 / 編輯的話:
「發展人類成為跨行星物種」——是理想?還是必然?
50年後,人們將逐步邁向外太陽系,這些能適應長途太空旅行的人,不會是在地球上成長的我們,而是在太空站、月球,甚至火星基地上出生的天行者,他們從襁褓中就開始適應太空環境,才能夠走得遠。只希望他們每年到了清明節,能夠記得回地球一趟。
文/孫維新
2018年7月下旬,科普學遊「海天之旅」的56名師生學員,來到了夏威夷,在考考艾島、歐胡島,和大島上,展開了為期九天、以「植物」、「天文」、「地質」,和「文化」為標的的學習之旅,這是繼2017年8月美西「天地之旅」觀察日食之後的第二次科普學遊,持續引導國內師生走向天地之間,欣賞自然之美和造物之奇。
順便說一下,夏威夷大島上北邊有開亞山(Mauna Kea),南邊有羅亞山(Mauna Loa),Mauna是夏威夷當地語,即「山」之意,也因此大島北邊這個集合了世界級天文台的Mauna Kea應該譯為「開亞山」,而非「茂納基峰」。(Mauna當地發音也不是「茂納」,而是「馬烏納」。)
7月28日下午,學員們來到了羅亞山上,在這次科普學遊所有參訪中,這是最特殊的一處,不只因為這座山是全世界最大的活火山,也不只因為山上有座從1958年就開始記錄二氧化碳溫室氣體的美國國家海洋及大氣總署(NOAA)的觀測站,而是因為在這座火山北面的斜坡上,有著一座美國航太總署(NASA)資助的火星生活模擬基地HI-SEAS。
HI-SEAS的全名是:「夏威夷太空探索模擬基地」(Hawai‘i Space Exploration Analog and Simulation),我在聯繫安排的過程中,就已被告知,師生抵達前要把手機上的定位關掉,因為他們不希望常有觀光客找過來參觀。
我們到達時,映入眼簾的畫面相當震撼,山路蜿蜒曲折,接近山頂時一轉彎,就看到在碎石嶙峋、寸草不生的斜坡上,兀立著一座半球形的生活艙,球體不大,裡面分兩層,地面層是工作區和生活區,「樓中樓」有六個小房間,所以每次體驗任務可以容納六個人參與。
2013年HI-SEAS開始模擬實驗,參與者的停留時間從一開始的四個月到八個月,再到12個月,日常生活參照火星和地球的距離,收發電子郵件都會延遲25分鐘,只要出門就要穿上笨重的太空服,每週可以到室外一次,進行地質研究和微生物搜尋。
這個基地在過去八年中進行了將近20次長短不同的模擬實驗,模擬火星環境,也模擬月球生活,研究進行順利,累積了大量科學數據,算是相當成功!
相比於這個項目,位於美國亞利桑那州的「生物圈二號」(Biosphere 2, 1991~1994),號稱是「自甘迺迪總統宣佈登月以來,美國最激勵人心的科學工程」,原先目的是希望在地球上創造一個完全獨立的生態環境,為將來的月球和火星生活做準備。但整體計畫好大喜功、華而不實,僅進行過兩次八人停留實驗,第一次勉強撐了兩年,第二次進行到半年時環境封閉性遭人破壞,破壞者還是第一次的參與者!隨後管理單位出現財務困難,想要轉賣改做度假酒店,令人不勝唏噓。
在人類首次登月50年之後,今天到月球再回來的技術門檻已經很低,路程也近,兩天就到,估計在往後10年內,各個太空大國將會陸續在月球上建立常駐基地。但到火星居住的困難程度就不是同一個層級了,即便馬斯克再如何豪氣干雲,單程八個月的漫長旅途,僅在維持旅行者的身心健康上就極端困難,這一點在我參觀NASA的太空展示時,就有深刻體驗。
當年阿波羅任務的三位太空人,在小小的圓錐形太空艙內,每個人的活動空間基本只有那一張椅子,吃喝拉撒睡都在那個緊密的封閉空間之內,誰都知道誰在幹什麼,完全沒有隱私可言。在阿波羅任務的年代,上小號的尿液會即時通過管道排到太空艙外,這些液體在外面瞬間凝結成冰珠,會短暫地在太空艙周遭形成一片亮晶晶的小星星,映著背景的宇宙星空,聽說畫面還蠻感人的!
固體的排泄物處理起來就比較複雜,需要裝進塑膠袋密封,但那裡面包含了大量的微生物,若不處理,這些微生物會持續發酵,產生氣體,最終爆炸,相信我,那是您在一個狹小密閉的空間裡最不希望發生的事。我上課問學生要如何解決,學生給的答案五花八門,但其實很簡單,在將袋子密封之前打入殺菌劑就行,但NASA的準則手冊上說,為了要澈底消滅微生物,塑膠袋打入殺菌劑封上後,需要充份揉搓15分鐘以均勻混合。您可以想像,當您的組員在和您討論任務細節時,手上拿個袋子正反覆揉搓的畫面嗎?
後來到了太空站和太空梭的年代,空間大了許多,有了像樣的廁所,但困擾的問題不同,馬桶的孔洞很小,直徑只有10公分,一般家用馬桶開口約在30~40公分,為何太空馬桶開口這麼小?還是老問題,因為太空裡失重,您不希望有東西飄出來!但學生說了,洞這麼小,坐上去對不準怎麼辦?這您放心,NASA很貼心,在孔洞下方隔上一層玻璃,下面裝了一個朝上拍的攝影機,畫面就出現在旁邊的螢幕中,您可以看著畫面調整坐姿,確保萬無一失……。
如今小號的液體有了不同的處理方法,因為太空中水份珍貴,需要收集起來導入濾清器,重新轉為飲用水,所以太空人有個老笑話:「今天的咖啡就是明天的咖啡!」有回川普總統從白宮和太空人佩姬‧惠特森(Peggy Whitson)連線,恭喜她在太空停留的時間超越其他人,川普問她:「你們在太空中有什麼好玩的事?」佩姬就講了這個咖啡的老笑話,川普身為三軍統帥,理應給予鼓勵,說些「為國珍重,大家辛苦了!」之類的話,但川普竟然說:「還好不是我喝!」
不用說到了太空人體需要重新適應,我在NASA甘迺迪太空中心嘗試升空體驗,當座椅向後傾倒時,我還摘下名牌,舉在空中,估計現在的傾斜角度,但那時身體卻已經明顯感覺到周邊環境「不正常」,要是真的進入太空,人體的方方面面都需要主動或被動地重新調整,那會是一個艱辛的過程。
這一期《科學人》的文章〈太空居大不易〉,深入淺出地介紹了這方面的科學,我們的確需要早些了解,做個未來出遊的參考。