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洞察号还没出发,这款游戏已经研究如何火星绝地求生

太空探索,宇宙开发,火星移民……这些是人类永恒的浪漫。但真要把你扔在火星上会发生什么事情?《火星求生》了解一下。

网易爱玩百万稿费活动投稿,作者 美味铁板章鱼,未经授权请勿转载

洞察号还没出发,这款游戏已经研究如何在火星绝地求生

自199707月火星探路者号成功着陆后,火星热潮就有了规律性,只要某台火星车一落地,立刻就会铺天盖地横扫各媒体头条。后来的勇气号、机遇号、凤凰号、好奇号无不与此,加上电影之类的文化产品推波助澜,前往火星已在各国民间、企业和政府成为某种“绝对正确”的广泛共识。

美国航太总署NASA筹备已久的火星探测器——洞察号(Insight)将于近日择机发射,前往分析火星深层结构。作为痴迷诸如此类人类梦想的渺小玩家,早在三月就通过《火星求生(Surviving mars)》提前发泄了情怀,该游戏开发商为保加利亚的Haemimont Games,这间公司最令人印象深刻的作品是诙谐幽默的海岛大亨系列,他们承担了该系列345的制作。而发行商则是引擎优化感人的单核大厂Paradox,当初看到这骨头,就冒了一身冷汗……今天我们就通过这款别具特色的《火星求生》,探讨下从游戏到现实的人类火星之旅。

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说说倒是简单,这浩瀚话题该从何开始呢……好吧,从《火星求生》的菜单界面开始,看到下图中的 “下一步”了吗?点下去,直接就能从地球抵达火星。是啊,在游戏可真容易。但在现实中,这个从地球到火星的“下一步”,又有多复杂呢?又或者说,人类到底该怎么去火星?

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遥远的火星

“怎么去火星”——这问题要分成两部分讨论:第一是什么时候去?前往火星和拜访朋友没区别,都必须需要在恰当的时机动身出发才能遇到对方。此外,除了节省旅程的各种开支和消耗,更重要的是,能在最短的时间抵达目的地,没人喜欢被困在载具有限且密闭的空间里,还得忍耐漫长的旅程。那什么时候才是前往火星最恰当时机呢?

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宇宙中最不可理解的事情,就是宇宙是可以被理解的。——爱因斯坦

在重力约束下,行星围绕恒星的运动轨迹,会形成各种“微妙的椭圆形”,地球和火星就都以各自的椭圆形轨迹环绕太阳运行。也就是说,地球到火星的距离不是固定的,两者间最短距离为5500万公里,最远距离会则超过4亿公里。在此规律下,两颗行星每隔26个月左右,就会出现一次天文现象,也就是所谓“火星冲日”。

洞察号还没出发,这款游戏已经研究如何在火星绝地求生

火星冲日,即火星和太阳分别位于地球的两端,此时地球与火星达到极近,距离约在1亿公里内,而今年7月的火星冲日为周期性“大冲”,相距仅5760万公里——这是个非常近的距离,夜晚天气晴朗肉眼就能清晰看到(人一辈子也遇不上几次,记得叫上你看好的妹子,通常这种时候更容易,不用谢)。而下次“大冲”会在2035年,按美国航太总署NASA拟定的计划,他们准备在17年后的下一次“大冲”期间,将人类送往火星。

“该怎么去火星”问题的第二部分,是用什么方式去?事情忽然尴尬了,因为至今没有哪个国家搞出能去火星的载具……

比如美国吧,前任总统奥巴马提出火星计划,并在2010年向公众开放太空,但无论是政府部门的NASA,或背景如SpaceX之类的上市公司,实际上都是利用“人类登陆火星”的概念谋利罢了,前者期待更多经费,后者希望股价攀高。直到川普上台,重新调整了NASA的火星计划,他要求一套可操作执行的具体方案,而非空洞粗糙的概念。

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用195亿美元的预算,顺利换到一件NASA的工作服,成功的生意人,吔…

在此新政下,按NASA副局长威廉·格斯登美尔在“深空探索:2024年后景象”的发言,“川普火星计划”按以下三个阶段执行。

第一,在国际空间站,评估、研究和解决就该项目的问题。

第二,2024年在月球轨道建立太空港,作为月球和深空探索任务的门户。

第三,在2029年完成前往火星的运载系统,并进行测试,2030-2033年间择机发射。

而新计划的第一步,就是开篇提到的“洞察”号火星探测器,待11月抵达火星后,势必会引发新热潮。

很遗憾,NASA的人类登陆火星计划,也还只是概念,但这已是最稳妥和最具可行性的方案,至于其他方案,比如今年成功发射重型猎鹰的SpaceX,决定用3-4年准备更大更强的下一代火箭“大猎鹰”,在2022年时把物资送往火星,2024年将第一批人员送往火星,马克斯的计划看起来不错,但时间太紧,容错也太低,其中风险不小。

洞察号还没出发,这款游戏已经研究如何在火星绝地求生

等等,不是说好来玩游戏的吗?这……好吧,从地球到火星的“下一步”就此结束。反正现在顺利抵达火星,可更大的问题也来了——人类该怎么在火星上活下来?让我们看看《火星求生》对此的解答。

洞察号还没出发,这款游戏已经研究如何在火星绝地求生

无人的基建

在《火星求生》这款游戏中,登陆火星的初期步骤是这样的——在人类抵达火星之前,率先登陆的是各种大大小小的无人机、设备、载具,由此开展无人化的早期基建工作,其中也包括地质扫描、环境探测、资源调查等项工作。要说具体操作,比如展开从地球运来的预制件,直接完成无人机中心、斯特林发生器电站之类设施,然后安排无人机营建混凝土挖掘站、水资源挖掘站和氧气收集装置,诸如此类等等设施。

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这地图也算是《火星求生》资源最充沛的地点之一

可以说无论在当下的科幻语境,还是现实的理论论证,又或在地球荒漠地带进行的模拟登陆火星的生存实验,《火星求生》中的流程设置都是相当符合标准的。当然了,游戏毕竟游戏,提供的是体验而非事实,对繁琐也会有所压缩。比如说最重要的水资源,就只需开采即可,可这,却是关键所在。

我们每天需要饮用2升水才能维持正常代谢,水除了饮用,还能培植作物,生产食物。也正如游戏中的资源链一样,水还可以分解出氧和氢,前者支持人类呼吸,后者能提供太空航行的燃料。所以,水是深空探索的“关键资源”。

人类很早就发现火星上有河道冲刷侵蚀的痕迹,从而推断火星有水,但火星地表因大气压和低温,液态水会蒸发或凝固,水大多以冰的形式存在于两极地区,不过低纬度地区也有零星分布。

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NASA曾在2015年9月认定火星表面有液态水

公布的证据表明,火星至少在夏季会出现流动的盐水溪,造成“季节性斜坡纹线”。另有假设性推论,两极地区甚至可能存在冰下湖泊。找水是登陆火星前最重要的任务,如此重要的资源居然被简化为一个图标,把挖掘设施放到这个图标上就行了……但有意思的是,《火星求生》简化的同时,也有刻意的繁琐,比如要求玩家仔细铺设电力、水/氧气之类输送管线,而且还将管线刻意分为地面的电线和高架的管线两类——为什么要凸显其这些内容?

各类管材线材,在现代社会早已司空见惯,也正是这种寻常,大家才会忽略其潜力、价值和作用,如今不少支持起人类现代社会的资源,都是通过管线从一处抵达另一处,包括水、电力、网络数据、石油、燃气等等各种资源,甚至近年测试研发的超高速铁路,也是在真空管线中“飞行”,想必正是基于上述原因,游戏才刻意强调管线吧。

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《中国攻关超级磁悬浮列车:最高时速3000公里》来源:参考消息

浮夸的穹顶

回到游戏中,《火星求生》初期阶段该造的都造了,周边的金属资源和勘探点也派出火星车进行收集,资源储备差不多,游戏初期流程就此结束,可以开始建造人类定居的……嗯,恕本人才疏学浅,如果说游戏中,对水这些资源的简化和对管线的强调,还能强行理解的话,那么这人类定居设施“穹顶”肯定是在开玩笑了。

穹顶在《火星求生》中作为人类移民定居点,有不同尺寸大小,基础的可以直接建造,而后续更大型的需要研发相应的科技才能启用。如下图所示,以透明罩子覆盖的地表,隔绝外界环境,这个半圆形穹顶下的空间,创造出宜居环境。对此,只能说,这种程度的舒适,对早期火星移民是可望而不可及的奢侈。

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没错,的确很浪漫,很科幻的感觉,不过……穹顶到底是什么东西?

穹顶在建筑领域,通常指圆或椭圆形的中空半球建筑,是中东、近东和欧洲各地经久不衰的建筑风格。科幻语境中的穹顶概念,实际上指向的“圆顶城市”,相关概念可追溯到19世纪的科幻小说,当时为玻璃覆盖的城市,不过材质也随时代不断变化。冷战后独立穹顶建筑逐渐兴起,像是伦敦千禧穹顶、伊甸园项目这类大型工程,而科幻中的穹顶概念也发展至“能量屏障”的范畴,斯蒂芬·金的小说《穹顶之下》,则把这种古老的科幻概念再次翻新。

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英国康沃尔郡的伊甸园项目,采用六边形蜂巢结构支持起透明穹顶

《火星求生》中的穹顶建筑要求材料为聚合物,无论何种材料,问题在于发生破裂,发生空气泄漏该怎么办?最可怕场面是:陨石从天而降洞穿穹顶,火星大气层稀薄,无法将陨石焚烧殆尽,不过这是小概率事件。真正的麻烦在于火星内核已冷却,液态金属凝固,如此火星不像地球那样拥有完整磁场,能形成保护屏障。

于是,既缺乏大气层,又没行星磁场保护的火星,太阳辐射会肆无忌惮地扑向火星地表穿过穹顶,人体若长期置于这样的辐射环境会受到伤害,有极大致癌风险,可能引发各种疾病。更糟糕的是火星上的风暴,火星的风暴虽不如地球上的猛烈,但也能卷起的大小碎石抛向穹顶,这很可能对穹顶造成损害。

规模巨大的风暴,还会在火星地形成的沙尘暴气候,类似气候在火星很常见,且持续时间长短不一,动辄几个月也不在少数,甚至会形成壮观的全球风暴。就算聚合物足够强韧能承受住这种程度的考验,等风暴止息后,穹顶表面淤积的尘埃,那位施主愿意爬上去清扫一下?不处理会影响光照的,积累太多,甚至会让穹顶整个塌掉……

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2015年马特·达蒙《火星救援》的房屋实际些,比如种土豆这间,数周的短期任务辐射伤害也尚可承受

去年12月,东京大学的相田卓三和柳泽佑等人,在Science发布了《可自修复愈合的硬质聚合物玻璃》的消息,该材质有自我修复能力,按住断面几十秒钟后能恢复原状,几个小时后强度也会恢复原状。看来很接近了,但是火星穹顶的要求是——轻盈、坚韧、透明、抵御辐射、自我修复、还要能自动除尘。乖乖,如此全面全能,以当前人类的技术水准,没办法搞出类似的材料。所以,鉴于火星环境的现实,富浪漫主义色彩的穹顶真不是好主意。

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与电影《火星救援》同在十月上架的游戏《星球基地》中,穹顶建筑比较写实,但辐射伤害怎么办?

实用的洞穴

这是《火星求生》,还是《火星作死》啊?现实中该解决呢?

人类很脆弱,没办法直接在火星地表定居,也没有技术和资源支持穹顶,创造出这么高大上的舒适环境。所以,前往火星的先行者们,最好像祖先那样钻进地下当穴居人。如此小概率的陨石绝对不会来找麻烦,各种辐射也没办法渗入地下,风暴也只能在洞外咆哮呐喊。事情好像太容易了吧?可……事情真的就这么简单……啊……

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祖先在地球从穴居人开始,后代在火星也得从穴居人开始

在火星当穴居人的另一个好处是地下环境更容易保温,火星上常见温度为?55摄氏度,最高也才27摄氏度。要是在火星地表建造穹顶,又需要消耗多少能源,才能维持穹顶的内部的宜居温度呢?这样一来,穹顶的材料要求,还得再加上一条保温效果,变得更加不切实际。不过,大老远跑火星挖洞太耗资源,更节省的办法是利用“现成洞穴”。

去年10月,中国地质大学的赵健楠和黄俊等人,在Sciencedirect发布的研究成果——《火星塔尔西斯高原东南部发现大型脊状熔岩管系统》就是值得探讨的发现。所谓的熔岩管,就是熔岩流动形成的天然通道,由于表面冷却较快,形成固体硬壳,而在表层硬壳的保温作用下,其内部仍保持熔岩的高温和流动,如此形成管道。

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来来来,买定离手,看看哪条熔岩管里面能住人

所以,熔岩管要么塌陷,要么充满冷却的岩浆,要么留下类似洞穴的深邃通道。登陆火星的机械设备,只需要确认熔岩管的完整度是否能定居,就可以开始施工了。过程也很简单,先将入口处密封,再对内部进行整修,分割出各个专属的区域,如此人类抵达火星,几乎就算拎包入住了。想不到吧,火星上连地洞都是重要资源……

吃饭的大事

在游戏《火星求生》中,基础设施和人类定居的穹顶(呃)完成后,就可以从地球招募志愿者来火星共建和谐社会了。当然人人都有职业特长什么的,操作无非都是鼠标点两下选选。可人活着就得吃饭,游戏里玩家在穹顶修个餐厅,只要有厨师给大家烧饭,修建的农场让食物源源不断的供给,事情就算搞定。显然现实情况,不可能这般“游戏化”,那么身处火星的人类,要怎样搞定自己的胃大爷呢?

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《火星求生》中最无法忍受的,是到餐厅吃东西,面前没盘子没食物,光比划动作“吃空气”,逗我啊?

马特·达蒙在火星用便便种土豆和吃土豆的“亲身经历”(囧),随着电影《火星救援》的全球上映,也引起了专业人士的兴趣,NASA、秘鲁工程与技术大学和国际马铃薯中心(这不是笑话,该组织真的是比育碧更专业的土豆权威),组成研究团队进行试验。按照电影中的操作,将马铃薯块茎种植在模拟的火星环境中,结果令人鼓舞,某耐盐品种土豆真的开始萌芽生长。所以,火星农业理论上是可行的!而且按地球上的经验,火山口附近和熔岩床都将是优质土壤的来源。

洞察号还没出发,这款游戏已经研究如何在火星绝地求生

遗憾的是,凡事都有两面性……

对火星采集的样品检测结果表明,火星土壤呈弱碱性,含有生命必需的镁、钠和氯化钾等成分,但也发现了高活性的高氯酸盐。高氯酸盐是种有毒化学物质,火箭固体燃料的主要成分,烟花爆竹和其他爆炸物中也有它。这就需要种植非粮食作物,如竹子、大麻或其他天然纤维,让作物汲取土壤中的高氯酸盐,所以事情很可能因此变得困难。

水培会是另外的办法,不需要土壤只要营养液就能培植作物,这又取决于火星是否拥有大量水/冰资源可供采集。其他脑洞大开的想法,比如用尿液种植螺旋藻。获奖高中科学家蔡斯·毕肖普(别人的高中)和亚历克斯·埃伯哈特,就在研究火星如何种植螺旋藻,并引起了关注。火星土壤的铁、锌元素和人类尿液中高浓度的氮、磷结合,有助于螺旋藻生长。而螺旋藻是种高蛋白食物,很可能成为在火星维持生存的有效食物来源。

所以,在火星的食谱是这样的吗?

洞察号还没出发,这款游戏已经研究如何在火星绝地求生

——先多喝水,然后多吃螺旋藻,接着吃土豆……

尤其想到一群人在火星,相互吃“彼此种出来”的螺旋藻和土豆,顿时就觉得自己才疏学浅,可能不太适应这种高端的膳食结构,囧……调侃归调侃,类似的循环不可避免,不过火星餐盘的食品种类会很丰富,比如在《火星求生》这游戏中就有“真菌农场”,真菌种植起来相对容易些,在自然界蚂蚁也会培植真菌作为食物,如此再加上其他能在火星种植的改良作物,吃饭问题还是能解决好的。最不济也会不断获得来自地球给养。


智者的心愿

什么时候去、用什么方式去、去之前需要什么准备、去了住哪儿、吃什么……可问题在于我们为什么要去火星?

有个篮子里面装满了鸡蛋,有天篮子掉地上了,里面的鸡蛋会如何?要是把鸡蛋换成人类,把篮子换成地球,事情又待如何?所以,鸡蛋要分开放在不同篮子,而人类也必须前往其他星球定居。今年3月14日去世的霍金,在他人生的最后半年时间,就做出过告诫,人类应该在100年内移民其它星球,以降低风险。(14号霍金过世,15号《火星求生》上架,这巧合……)

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“GO。”

生命的存续,从来不是件轻松的事。没有某个神明会从云端伸出援手,帮助人类度过劫难,唯一能做的就是通过所掌握的知识和经验,努力降低风险。如果人类能在多个星球定居,那么对整个物种而言,意味着能承受住更大的危机,顺利度过难关。不过,在遥远的未来,后来者们回顾此刻,审视我们当下津津乐道的火星话题,只会窥见人类在浩瀚星海漫长征程的一小步而已。

喳喳,这两句就很好,让主题瞬间升华。不过啊,说什么都没用,我是绝对不会去火星吃螺旋藻和土豆的,爱谁谁去,囧……

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