【科技．未来】为了前往火星　应先重返月球？

随着美国当年踏出了那人类一大步，在太空竞赛战胜苏联，载人登月这昂贵旅程似乎再难找到足够理由。1972年阿波罗17号任务结束以来，月球已四十多年未见人类足迹。然而，近年不但美国高呼2024年重返月球，其他国家和太空科技公司也密谋紧随其后。正如美国太空总署（NASA）前首席历史学家Roger Launius指出，重返月球“最根本的问题不是何时或用什么方法，而是为什么”。

承接上文：50年后重返月球　重探阿波罗未解之谜

美国对在2024年登月似乎志在必得。副总统彭斯曾说：“若NASA现时没有能力在五年内送美国人登陆月球，我们要改变的是这机构而不是任务。”但美国总统特朗普真正要登的是什么“球”？6月时，他在Twitter发文：“我们花的所有钱，NASA都不应只说用来登月，我们五十年前已经做过。他们应该专注于更大的事，包括火星（月球是它的一部份）。”

引起全球耻笑后，NASA署长布列登斯廷（Jim Bridenstine）澄清：“之后我打给他，我说得很清楚，‘我想确认大家立场一致’。他也清楚答我：‘我知道你要先去月球，才去到火星，但你需要提及火星。’”并指特朗普告诉他，火星是“世代性的成就，可感染所有美国人”。布列登斯廷已准备执行特朗普的要求，上月中，他在一个阿波罗五十周年庆典上透露：“我们正努力组成一个广泛的计划，有关我们如何以在月球测试的科技执行火星任务。记住，月球是演练场，火星是目的地。”

这似乎已是各国共识，那为什么不干脆直接前往火星？欧洲太空总署（ESA）人类及机器探索总监David Parker解释，人类已从兴建和营运地球400公里上空轨道运行的国际太空站上，学懂如何驾驭地球附近的太空。“对比之下，月球在地球400,000公里外运行，远1,000倍。要在那么远的距离驾驭一个恶劣的环境，需要克服所有技术障碍。然后，我们可以准备得更好，开始往4亿公里外的火星看，那是地球与国际太空站距离100万倍远。这将是一个长久过程。”

希望可逗留月球

Blue Origin创办人贝佐斯（Jeff Bezos）提醒，并顺道反击想直接前往甚至“死于火星”的马斯克（Elon Musk）：“我真心希望大家坚持重返月球，这一次要留下来，因为这是前往火星的最快方法。以为可以跳过这一步只是幻觉。”他又认为从月球前往火星较有效率：“在月球升起1磅物件，所需能量少过在地球24倍。当你需要携带很多补给、燃料、大型物件前往火星的话，最好在月球发射而非地球。”

贝佐斯之所以可以这样说，是因为我们发现月球上的资源愈来愈吸引。去年，NASA分析印度月船1号（Chandrayaan-1）收集的数据，证明月球两极确有水冰存在，主要藏于不见天日的月球南极坑洞，温度永不高于华氏250度。这既可能潜在珍贵饮用水源，水也可被分解为氢和氧，不但可供人类呼吸，亦可用作火箭推进燃料。因此，月球在未来或可成为前往太阳系更深处的中转站。“做到的话，Gateway（NASA兴建中的月球太空站）将会成为燃料补给站。”布列登斯廷说。此外，在月球的土壤上也可挖到氦的同位素“氦-3”（helium-3），可用作未来核融合反应器的燃料。

这些资源和前景吸引多个国家。中国预计有四个月球任务接踵而来，最早可于今年12月发射嫦娥五号，带回月球的岩石和土壤。据《中国日报》报道，国家航天局局长张克俭在4月的中国航天日庆典上声称，中国将在十年内于月球南极设置研究基地，以太空人在月球表面执行任务。ESA希望2050年在月球建立“月球村”，让各国互相照应和合作科研。

太空公司也看到了商机。Orion Span希望2022年发射第一间太空酒店Aurora Station； SpaceX去年宣布，将于2023年运载首名旅客围绕月球飞行；维珍银河（Virgin Galactics）售价25万美元的来回船票，已有超过700人买票排队；日本公司iSpace亦计划建立“地月交通平台”，并在月球上展开“两极水源探索”。加上NASA在6月初宣布，最快于2020年开放它位于国际太空站（ISS）的部份予公众旅游之用。瑞银（UBS）估算，太空旅游市场总值到2030年将达30亿美元。

健康风险成疑问

当公私营太空机构已视太空为人类必然的未来，更重要的科研自然在于到底我们可否成为“多行星生物”。首先，在如何使用月球水冰之前，我们仍然未知道它们是以什么形式存在，是巨大冰块还是与月球土壤混和的结晶？亦不知道为什么水冰会藏在两极，对月球为什么会有水更是众说纷纭。“我们已经有点想法，但仍未测试互相争持的理论。”科罗拉多大学波德分校天体物理学家Paul Hayne说。

健康是另一大问题。ESA去年一份报告提到：“太空人在星体间太空活动累积的辐射量，比身处地球的人类所累积的高数百倍，也比在国际太空站工作的太空人高几倍。”2011年NASA派遣好奇号（Curiosity）探测车时发现，若要前往火星，光是单程就会令太空人暴露于额外0.3西弗（sievert）辐射下，相当于照24次电脑断层扫描（CT），是核电厂工人每年可接受辐射上限的15倍。尽管并非致命（每1西弗与增加5.5%癌症风险相关；8西弗足以致命），但辐射效果以至如何在太空航程中减少接触辐射仍然未明。曾离开地球磁场保护的人就只有阿波罗任务太空人，但约翰霍普金斯大学表观遗传学家Andy Feinberg说：“当时没有在太空人身上做基因组研究。”

Feinberg参与了NASA双胞胎健康研究—比较在太空生活约一年后的太空人Scott Kelly与地球上孖生大哥的身体变化。Kelly回到地球后出现不少问题，例如认知能力测试分数降低。此外，研究人员不知道Kelly的基因表达改变对其健康有何影响，约翰霍普金斯大学生物学家说Lindsay Rzzardi指，这通常是身体的压力反应，“但我们不知道极限在哪里。”

双胞胎实验很难有结论，毕竟只有一位测试者，且实验只维持一年，若要执行为期两、三年的任务，对人体又有何影响？NASA的人类研究路线图（Human Research Roadmap）列出了人体在太空的风险，光是辐射就仍有极多未知之处，例如他们仍在努力找出太空人患上严重疾病前可承受的最高辐射量，以及这辐射整体上对太空人的免疫系统有什么影响。NASA又不知道太空人因太空航程而不育的机会率；亦不知道骨质流失有多少是辐射导致；又或是辐射会否导致或恶化神经疾病。

或许人类可身处太空的时间有某个上限，想找出上限就要送更多太空人执行一年以上的任务。惟连同Kelly在内，至今只有六人曾在太空连续逗留超过340日。而更大的未知之处可能是心理健康上的风险。太空旅途需要让几个人逼在一个比国际太空站更小的太空船中，而且随距离地球愈远通讯愈延迟，这很可能会是一个漫长、孤独、食物难吃、不自然的灯光令你睡不好的旅途。这些人的精神状况会否因而有所改变？

宾夕法尼亚大学心理学家Mathias Basner负责Kelly的认知测验，他曾研究困于南极洲过冬的人的脑部有何变化：“你可以看到这些人的脑部在功能和结构上有变化……我们见过脑体积减少，基本上扩散至整个脑。”这些转变在冬天结束后回复原状，但在太空就无从稽考，因此也不知道如何治疗。“太空人将经历心理问题，因为他们是人。” Feinberg说。

随着各大太空机构和公司在月球为人类设下永久据点，将会有更多重大问题需要回答。或正如约翰霍普金斯大学地球学家Brett Denevi所说：“我们明白月球已经好过很多地方，但仍有问题尚待回答。月球的确是前往其他星球的踏脚石，即使这种说法已是老生常谈，但完全是事实。”

上文节录自第176期《香港01》周报（2019年8月19日）《月亮诱惑　太阳系博物馆遍布资源》。

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