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絕地救援預測2035年火星殖民,現實進度如何?

好萊塢電影《絕地救援》改編自安迪·威爾的暢銷小說,劇情預測美國太空總署(NASA)將在2035年前完成三次載人火星任務、完善返航系統,並與中國國家航天局合作。如今距離電影上映已過10年,距離虛構時間線只剩10年,真實的火星探索進展與電影描繪有何差異?

雖然NASA尚未將人類送上火星,但透過無人探測任務,科學家對火星表面的瞭解已遠超2015年電影上映時的水準。作為參與NASA火星任務的行星地質學家,我密切追蹤相關科學進展與政策動向。2010年美國《國家太空政策》曾設定2030年代實現載人火星任務的目標,但2017年白宮《太空政策指令1號》轉而聚焦「阿提米絲計畫」重返月球。

過去10年間,真正推動火星探索與人類想像力的並非載人任務,而是無人探測器。自2015年以來,衛星與探測車徹底改變科學家對火星的認知,特別是氣候變遷史的研究。作為地球鄰居,火星氣候變化反映太陽系演化過程,這正是地球生命起源時期的關鍵線索,使火星成為解答「生命起源」與「外星生命」兩大謎題的重要場域。

「機會號」、「好奇號」與「毅力號」探測車已行駛數十公里,研究記錄火星歷史的層狀巖層。這些像千層蛋糕般堆疊的沉積巖,訴說著遠比地球當前經歷更劇烈的環境變遷史。火星曾是個火山噴發、冰川遍佈、湖泊河流交錯的世界,環境與早期地球相似。直到核心冷卻、磁場減弱、大氣層消散,這些過程的證據至今仍以地形紋理、沉積層序與礦物混合形式保留在火星表面。

有趣的是,《絕地救援》主角馬克·瓦特尼(麥特·戴蒙飾)為求生必須穿越的「阿拉伯高地」區域,正是近年的研究焦點。2022至2023年間,我們團隊透過火星偵察軌道衛星與火星奧德賽號的影像資料,分析當地層狀物質的紅外線特徵與地形尺寸,發現約35億年前該區域氣候已趨乾燥。為方便討論,我們還與國際天文學聯合會合作,為小說提及的無名撞擊坑命名,例如主角途經的「科佐瓦坑」便以烏克蘭城鎮命名。

儘管火星科學快速進展,仍有諸多未解之謎。科學家尚無法確定不同巖層的精確年代、大氣條件與可能存在的生命跡象。例如「毅力號」最近鑽探到含有有機碳化合物的特殊岩石,雖然這些是生命的基本構成要素,仍需更精密分析才能判斷是否曾存在微生物。

正在籌備的「火星樣本返回任務」正是為解答這些根本問題,計畫將首批未受汙染的火星物質送回地球。「毅力號」已將包含有機物的岩石與土壤樣本密封儲存,未來著陸器需將這些樣本發射回地球。科學家在地面實驗室能用比太空儀器精密數百倍的裝置分析,這比直接派人登陸更能深入理解火星宜居性、地質歷史與生命跡象。

自1960年代以來,NASA與歐洲太空總署等機構已投入約300億美元於火星無人探測,成果斐然:不僅推動機器人技術、通訊與材料科學的躍進(例如衍生出心臟手術縫合技術與自駕車系統),更鞏固美國在現代探索科技的領導地位,並激發無數學子投入科學領域。

火星殖民的浪漫想像令人神往——看著瓦特尼在距地球2.25億公里外對抗沙塵暴、缺氧與糧食危機,很難不為人類堅毅精神喝采。如今相關動能主要來自SpaceX與其執行長伊隆·馬斯克「使人類成為跨行星物種」的宣言,但實際執行難度極高,許多專家質疑火星作為地球避難所的可行性。

當前NASA科學預算可能遭砍近50%,美國恐將放棄包含樣本返回在內的整個行星科學與無人探測計畫。儘管如此,前總統川普與馬斯克仍主張持續推進載人太空探索,此舉可能邊緣化過去支撐所有火星探索的科學導向無人計畫。而正是這些計畫,為人類提供對紅色星球最深刻的認識,也讓安迪·威爾等創作者得以構思站在火星表面的真實體驗。