地球和两个可怜兄弟

地球有三个兄弟，按照与太阳之间的距离来排序，它们分别是水星、金星和火星。不过，比起地球天堂般的环境，水星和金星的生存条件简直如炼狱一般。

地球：人类在太阳系的避风港

从10万年前晚期智人走出非洲，到今天全世界大约有77亿人口，地球成为孕育世间万物和人类文明的唯一母亲。

地球母亲对人类既吝啬又慷慨。她已经有46亿岁“高龄”了，却只分配了20万年给人类这种“晚期智人亚种”。如果将地球的寿命化作24小时，晚期智人才刚刚出现4秒钟，而人类最古老的两河流域文明出现还不到一眨眼的时间（0.2秒）。但是，她又如此慷慨，每年赐予人类至少40亿吨（动植物）食物，让人类尽情开采上百亿吨煤炭和石油用来取暖和出行。更为重要的是，她给予人类近乎无尽的新鲜空气和水源。

数万年来，地球母亲一直默默看着人类进化与文明兴起。随着航天科技的发展，人类总算有机会看清地球全貌。1972年12月7日，人类历史上最伟大的航天科技成就——“阿波罗登月计划”——进入收官之战。阿波罗17号飞船的宇航员在奔月过程中拿起相机拍下了地球的全貌。当时，地球、太阳与飞船处于最完美的拍摄角度，包括南极冰冠在内的整个地球向阳面清晰可见。随着“咔嚓”一声，这张人类历史上传播次数最多的照片之一被记录下来——《蓝色弹珠》。巧合的是，这张照片的中心恰好是古老的非洲。那里是人类的起源地，也是人类梦想起步的地方。在阿波罗17号完成任务之后，“阿波罗登月计划”这项人类历史上最伟大的科技任务正式宣告结束。

地球在太阳系内并不孤独，在46亿年前，包括太阳和地球在内的主要太阳系构成星体先后形成。地球上广泛存在金、银等重金属就是“太阳源于母代恒星爆炸后的重生”最好的证据，因为这些重金属几乎只能在剧烈的超新星爆炸或中子星级别的超级碰撞中形成。它们在渺小的地球中显然不能够自然生成，毕竟一颗普通中子星就比几十万个地球重。母代恒星爆炸后，绝大部分物质依然聚集在中心，成为太阳重生的襁褓，其他残余物质则成为在太阳系内部播撒的种子。它们都是一团团星云物质，沿着轨道运转，在引力作用下不断聚拢成星球。从这个角度来讲，每个含有金属的戒指都代表真正永恒的爱之祝福。

这些散落在太阳系各个角落的物质先后结合形成了太阳系的八大行星、各大行星的数百颗卫星、几颗矮行星（过去的第九大行星冥王星在2006年被降级为矮行星；柯伊伯带甚至可能有成百上千颗矮行星，但未被证实）、数以亿计的小行星和无法统计数量的彗星。尽管如此，这些星球加在一起仅仅是太阳系总质量的1%；相比而言，太阳质量占比超过了99%。地球则是太阳系中微不足道的一员。太阳系仅仅赐予地球三十三万分之一的质量和二十亿分之一的太阳光照能量，而这些能量便滋养了世间万物。

为进行区分，人类习惯把目前的太阳系八大行星划分为两大类。一类行星是类木行星，也叫气态行星。它们像木星一样主要由大团气体构成，有木星、土星、天王星和海王星四颗。还可以将它们进一步区分为气态巨行星（木星、土星）和冰巨星（天王星、海王星）。类木行星距离太阳都非常遥远，那里是极寒地带。在形成之初，它们并没有被太阳风吹走过多的气体，太阳辐射带来的能量并不足以让行星表面气体分子获得足够动能，以进一步逃逸。它们有庞大的质量和体积，巨大引力又进一步束缚了以氢气和氦气为主的轻气体团，所以被叫作气态行星。另一类行星则是类地行星，也叫岩质行星，它们的表面和大部分结构都是岩石质地，与地球类似。类地行星有水星、金星、地球和火星。这几个行星都处于太阳系内侧，这里接收到的太阳能量大大高于外侧。类地行星表面的绝大部分气体在形成之后逐渐逃离，它们仅由较重的岩质部分和一小部分分子量较重的气体构成，如二氧化碳、氧气、氮气等。类木行星和类地行星仿佛是生活在同一屋檐下的兄弟姐妹，前者体型巨大却虚胖，后者矮小却结实。

从某个角度来说，和地球最亲近的就是三个亲兄弟——水星、金星和火星，但这只是一个美好幻想。实际上，比起能够完美孕育生命的地球，水星和金星两兄弟可谓“惨不忍睹”。

水星：千疮百孔，冰与火的世界

地球距离太阳平均约1.5亿千米，该距离就是一个标准天文单位。这听起来非常遥远，但地球接收到的太阳辐射能量足以孕育所有的生命。今天人类广泛使用的化石能源，如煤、石油、天然气、可燃冰等都是由历史上的地球生物遗骸形成的。水星距离太阳约4600万～6982万千米（轨迹为椭圆），这意味着它在被太阳疯狂地炙烤，太阳风几乎吹走了所有空气。水星向阳面的温度高达430摄氏度，要知道我们做饭时大火爆炒和油炸的温度也仅在300摄氏度以内，所以那里简直是炼狱。由于缺乏大气层保温，水星背对太阳的一面是低至零下170摄氏度的极寒地带。相较而言，中国有史以来记录的最低温度为最北端漠河的零下58摄氏度，比起水星的温度不值一提。

水星体积太小，内核保温效果差，内部热量逐渐散失，没有足够的熔融状态金属内核来产生强大的磁场。因而，在仅有地球磁场1.1%强度的磁场“保护”下，水星根本无法抵御强大的太阳风。在缺乏大气层保护的情况下，水星周身遍布星际物质直接撞击形成的陨石坑。在水星上，你可能随时都会遭遇一场“陨石雨”。综合来看，水星是一个几乎不可能孕育生命的蛮荒之地。然而，水星在太阳系的位置也意味着它记录了太阳演化的痕迹，对人类了解太阳乃至太阳系的历史大有帮助。

水星是距离太阳最近的行星，深受强大的太阳引力的影响。根据开普勒定律，距离恒星越近，行星速度越快，所以水星的运转速度是所有行星里最快的，达到了惊人的47.8千米/秒，围绕太阳运行一圈仅耗时88天，大大快于地球29.8千米/秒的运转速度和围绕太阳公转一周耗费的约365天时间。水星因此获得了西方神话传说里飞行使者和信使之神的美名——墨丘利（Mercury）。

对水星的探测极其艰难。探测器一旦离开地球，向轨道内侧的太阳飞去时，便会受外力影响不断加速，越飞越快。水星处于太阳系行星轨道最内侧，而且质量仅有地球的5%左右，引力仅有地球的38%。水星的影响范围太小，探测器和星际物质极难被它的引力捕获，在其附近做环绕运动。即便有物质被水星引力捕获，也极容易受到强大的太阳引力作用，运行轨道并不稳定。因而，水星几乎不可能拥有天然卫星，也很难有星际物质被它“俘获”而成为卫星。

1973年11月3日，美国的“水手10号”探测器从地球出发，它的使命是探测水星。由于受水星探测难度和探测器本身能力的限制，它仅能在水星附近飞掠而过，“远观”一下而已。不可思议的是，这个任务取得了巨大成功。1974年3月29日，水手10号距离水星最近仅有700千米左右；1975年3月16日，它再次飞掠而过，距离水星最近时，二者仅相距300千米左右。

在有限的观察时间内，探测器利用相机拍下了约2800张水星照片，所拍面积占水星表面积的40%。这是人类第一次看清楚水星表面。遗憾的是，那里看起来如同沙漠。水手10号利用热辐射仪研究了水星表面阳面和阴面的巨大温差；研究证明，水星周身磁场强度很弱，大气层极其稀薄，基本属于不毛之地。

后来，科学家发现，探测器可以不断借助金星、地球和水星的引力改变飞行速度和方向，最终达到环绕水星的目的。这样的代价是环绕水星进行探测普遍要耗时数年，而这已经是人类目前能想到和做到的极致。这种技术相当于蹦床运动员为达到某个高度不断蓄势，类似引力助推系统。在完成任务的过程中，水手10号探测器首次验证了这种技术。水手10号在成功飞掠金星后又探测水星，完成了人类首个一次探测两颗行星的任务。这一成功奠定了后续航天活动中更复杂的“引力弹弓”的技术基础，为最终环绕水星做了准备。

水星的探测难度不止于此。水星的位置特殊，探测器即便到了水星附近，也要面临太阳的巨大热量和高能辐射的干扰，这对探测器设计要求极高。在人类历史上，仅有“信使号”完成了环绕水星的使命，它的名字也符合水星的称号——“墨丘利”。信使号发射于2004年，2011年才抵达水星，其间不断借助行星引力助推技术调整轨道，最终实现环绕水星的目的。

信使号在水星轨道工作了4年，做了大量有价值的工作。它绘制了非常详细的水星全球地图和高程图，甚至从水星表面地貌反推出水星曾经发生过的地质运动，如火山喷发。信使号还研究了水星的磁场变化和大气演变，不过和地球比起来，其磁场和大气可以忽略不计。让人惊喜的是，信使号在探测过程中发现水星极其稀薄的大气中竟然有一定量的水蒸气，而在其北极附近的撞击坑中，还有有机化合物和水冰存在的痕迹，不过距离发现生命还很遥远。信使号在2015年任务结束后就撞向水星表面，永远停留在那里。这个伟大的人类使者的壮举极大地激励了后续航天活动的开展。

2018年10月20日，欧洲航天局和日本共同研发的贝皮·科隆博号水星探测器成功发射。这个名字来源于意大利著名科学家朱塞佩·科隆博（Giuseppe Colombo）。科隆博最早提出了从金星借力的引力助推方案，用来探测水星，这个方法可以降低探测器自主变轨的难度。贝皮·科隆博号大约需要花费7年时间抵达水星，在漫长的7年中，它会飞掠地球1次、飞掠金星2次、飞掠水星6次，需要逐渐调整轨道才有可能在2025年抵达水星这个看似不远的邻居。那时，它的设计寿命仅剩下2年左右时间，探测水星的难度由此可想而知。

在抵达水星过程中，探测器将会一分为二，变成两个探测器。其中一个探测器的工作重点是观测水星的地形和地质情况，甚至研究地表浅层。这将帮助科学家了解水星的历史，甚至可以发现太阳和它共同演化的过程。据科学家推测，水星保留了太阳乃至太阳系早期演化的痕迹。另一个探测器的工作是研究水星极其微弱的磁场和受太阳风影响产生的磁层。水星磁场的产生机制和演化规律，也是人类尚未完全解开的谜题。

总体看来，探测水星对人类了解过去很有帮助，但对人类渴望的星际移民而言，几乎毫无“价值”。

金星：爱神伪装的太阳系炼狱

金星很亮，甚至白天都可以用肉眼观察到，它在东西方文化里被人们寄予了美好的希望。在中国古代，金星被称为启明星、太白星；西方则用象征爱与美丽的女神维纳斯（Venus）的名字来为它命名。在20世纪早期的科幻小说里，凡是关于星际移民的题材，多半把金星当成目的地。

从表面看来，金星的确非常可能有生命存在。它处于太阳系的宜居带上：这里距离太阳不远不近，有足够的太阳辐射能量；温度不高不低，可能存在液态水；能够保存大气，拥有足够的物质元素，有孕育生命的可能。太阳系的宜居带只有金星、地球和火星三颗行星，而金星轨道距离地球更近。此外，金星体积（地球的87%）、质量（地球的82%）、表面积（地球的90%）都与地球相近，重力加速度也与地球十分接近（地球的90%）。以地球的情况为参考，这个体量的金星不至于出现内核快速冷却而导致能量消失的状况，应该能够维持足够强的磁场。而且，它也是一个岩石质地的行星，拥有大气，看起来资源是够的。

在掌握航天技术后，人类迅速将金星作为探测目标。1962年，美国的水手2号探测器成功飞掠金星，成为人类首个成功飞出地月系统的“行星际使者”。1974年2月，水手10号飞掠金星，确认了水手2号的科研成果：金星有极其浓密的大气层，表面温度极高。

20世纪中期，苏联在航天探索领域处于领先地位：人类历史上第一枚航天运载火箭（1957）、第一颗卫星（1959）、第一个月球探测器（1959）、第一位宇航员（1961）。在美国成功飞掠金星后，苏联也把目光投向了金星。苏联最著名的“金星计划”，共计发射了27个探测器，加上后来的两个“维加”任务，总共29个探测器！其中有10个探测器成功着陆（或部分成功），成果非凡。

然而，10个成功着陆的探测器，最短的仅仅工作了23分钟（金星7号），最长的只幸存了127分钟（金星13号）。这是因为金星的生存环境可能比水星还要恶劣。

第一，金星大气96%以上是二氧化碳，剩下主要是氮气。二氧化碳在地球空气中仅占0.04%，却造成了令全人类恐慌的温室效应。二氧化碳在金星上竟然高达96%，这导致金星表面平均温度在460摄氏度以上。这个温度甚至超过水星向阳面的温度。而金星的大气保温效果很好，到处都是这样的温度。有人开玩笑说，在金星表面任何一个地方，任何生命和烧烤之间只差一点孜然粉，甚至孜然粉也会被烧煳。

第二，金星表面的大气压是地球大气压的92倍，达到70米汞柱。这大概相当于一个人身上背着（假设人的双脚面积为500平方厘米）一个近50吨重的东西产生的压强，相当于一个人背着一辆中型坦克，或者等同于大洋900多米深处的强大水压，即便潜艇都无法承受。适应地球气压的人体结构不可能有足够的内部压力与之抗衡，没有保护的人在金星上，第一时间就会变成肉饼。稠密的大气甚至可能减缓金星自转速度，在金星上出现神奇的“度日如年”现象。金星自转一圈的时间为243天，是所有行星中最慢的，甚至长于金星公转一圈的时间。它的自转方向也非常另类，如果在金星上看太阳，是西升东落，不同于在地球上太阳东升西落的现象。

第三，金星的体积和质量较大，这说明其内部能量充足，地质活动依然很活跃。地质活动过度活跃导致经常有火山爆发。由于缺乏有效的元素循环，让不同元素重新回归地面和地下，金星空气中滞留了大量火山喷发带来的硫化物。稀硫酸烟雾构成了厚厚的金星云层，风力强劲，即使下雨也是硫酸雨，这对人类来说就是噩梦。

第四，金星上稠密的大气阻挡了几乎全部的阳光，使其根本无法抵达地面。金星内部一片昏暗，跟地球夜晚相当，只能偶尔看到硫酸云里的闪电雷暴和火山爆发的光亮。

第五，金星磁场也很弱，没有一个能够完整覆盖全球的磁场。对此，科学家至今没有给出完善的理论解释，但确定这个磁场很难保护生命。金星还有诸多炼狱般的场景，大大不同于人类想象。

无论从哪个方面来说，金星都没有开发价值，苏联折戟于此，美国也在发射了几个探测器后基本放弃。金星看起来像爱神维纳斯一样美丽，实际上却比女妖美杜莎还要可怕。

相对而言，火星的条件就好多了，它是人类踏出地月系统唯一的选择。人类寄希望于火星成为地球之外的另一个人类家园。