

当谈到在火星上建立一个可持续的定居点时,技术和工程方面的挑战是巨大的。但它们都比不上人力资源部门的重要性。忘掉那些复杂的车辆或精密的仪器吧——我们要送到红色星球上最难伺候、最脆弱的东西将是人类。
毕竟,NASA的“机遇号”火星车在火星上漫游了14年,与地球之间有半小时的通信延迟,饱受沙尘暴的侵袭,并受到宇宙射线的照射,但它从未抱怨过,也没有和同事发生过争执。
然而,根据佛罗里达麦西玛公司(Florida Maxima Corporation)的研究心理学家詹姆斯·德里斯克尔(James Driskell)的说法,在大多数NASA火星任务场景中,“人们将被隔离在类似小型房车大小的密闭空间里,长达三年”。德里斯克尔及其公司曾就宇航员在孤立和压力重重环境下的心理问题向NASA和美国军方提供咨询。在狭小的空间里,“人们会互相生气”。
目前的火星计划,例如NASA提出的“阿尔忒弥斯”(Artemis)任务,将把宇航员送往火星并返回,这是一个为期三年的往返旅行。但是,你可以想象,如果船员们在那里停留十年(甚至永远),在一个永久性的基地或研究站,压力动态——危险、孤立、其他人——可能会增加。或者,与其发挥你的想象力,不如依靠乔治梅森大学(George Mason University)计算社会科学家阿娜玛丽亚·贝雷亚(Anamaria Berea)及其同事们制作的火星定居点计算机模拟。
在一项尚未经过全面同行评审的即将发表的研究中,贝雷亚及其同事们详细介绍了他们如何使用“基于智能体的建模”(agent-based modeling)方法——一种与大型电子游戏差异不大的计算机系统——来计算不同规模火星定居者人口的生存能力。他们还考虑了长期居住的性格类型。他们得出了两个主要结论:建立一个可持续的殖民地只需要几十名最初的定居者,并且具有更友善社交特质的人对他们自己和更大的定居点都更有利。
[相关:宇航员老鼠表明,前往火星的旅程会让我们焦虑、健忘和害怕]
这项新研究源于对其他论文的回应,这些论文表明,开始在火星上建立可持续定居点的最低人数为100至300人。研究行星科学和宜居性问题的非营利组织蓝 Marble科学研究所(Blue Marble Science Institute)联系了贝雷亚,询问她的团队是否能够核实其他研究中的最低可行人口数量。
贝雷亚说她有一个更好的主意:创建一个包含“人类、社会和行为因素”的太空栖息地模拟。贝雷亚和她在计算社会科学系的团队创建了模拟人类,他们被分配了一系列运行火星定居点所需的技能,例如生产食物或维护生命支持系统。
每个模拟的定居者都有四种总体性格类型之一:“友善型”,社交性强,攻击性或竞争性得分低;“社交型”,外向,但有更强的竞争性;“反应型”,更具竞争性,并固执于固定的常规;以及“神经质型”,极具竞争性,难以适应常规变化或应对无聊。定居点成员可能因事故死亡,或因可用的食物和生命支持资源决定的“健康”状况而死亡,但也可以每18个月通过补给飞船进行补充——研究人员选择不模拟性行为和繁殖。
在进行了超过20个模拟年数的多组计算机模型运行后,研究作者发现,尽管有事故或食物供应下降,定居点可以比100名定居者少得多就开始并保持可持续性。启动可持续定居点的最低人数为22人,但贝雷亚表示这并不是一个硬性限制。“大概在10到50人之间,”她说。“是以十为单位,而不是像其他论文所说的以百为单位。”
他们还发现,“友善型”人格最有可能在每次模拟运行结束时幸存下来。但贝雷亚谨慎地指出,这些智能体——人类的算法表示——在模拟过程中并非一成不变,就像人们,无论其性格如何,都会随着时间而改变。“在零日踏上这个星球的‘神经质’,可能不是第100天的那个‘神经质’。他们会互动,他们会调整,”她说。
这一点在现实世界的火星任务模拟中可以看到,例如“夏威夷太空探索模拟”(HI-SEAS)任务,该任务将六人一组的团队安置在位于莫纳罗亚(Mauna Loa)岩石熔岩斜坡上的模拟火星栖息地中。在那里,预测人们随时间的变化至关重要。
“通常在人们生活在压力条件下后的最初几周,他们仍然可以经历一段‘蜜月期’,那时每个人都仍然非常有礼貌、有耐心,并且能够克服一些挑战,”曾于2018年至2022年担任HI-SEAS主任的天体生物学家米凯拉·穆西洛娃(Michaela Musilova)说。“通常在几周后,人们才真正开始挣扎,如果他们没有做好充分准备的话。”
这种挣扎可能表现为抑郁,或者与其他船员或任务控制人员发生无礼行为。在她担任指挥的30次模拟月球和火星任务中,穆西洛娃发现答案在于通过共享餐点和晚间娱乐(如卡拉OK)来有意识地建立船员之间的联系。
“船员之间的联系越紧密,‘蜜月期’就持续得越长,即使它结束了,船员们仍然会互相礼貌相待,”她说。
穆西洛娃还发现,选择尽可能多样化的人群(在技能、生活经验和种族方面)有助于确保团队的更好运作。
这是贝雷亚及其同事们没有模拟的一点——他们所有的模拟都包含了他们定义的四种性格类型的相等数量,而不是试图构建由不同比例的不同类型的人组成的团队。德里斯克尔指出,有目的地筛选性格对于建立前往困难和孤立环境的团队非常重要。
“我们想要团队拥有什么样的特质档案?社交性和外向性非常好,但你不想让一个团队全是这种人,因为那样他们只想互动、相处融洽、聊天,”德里斯克尔说。同时,他补充道,你也有那些非常有能力、遵守规则、让事情顺利运行但却难以相处的人。“每个人都有一个非常技术娴熟但你就是无法与他相处的人的例子,”他说。“我想埃隆·马斯克(Elon Musk)是个很好的例子。”
无论是人类还是计算机模拟的火星任务,都无法完全预测在红色星球上进行人类探测的体验,但每种方法也都从不同角度解决了这个问题。像贝雷亚及其同事们的计算机模拟可以让研究人员对火星定居点多年来大规模的人口动态和心理学有所了解。与此同时,为期12个月的HI-SEAS火星任务有助于揭示计算机模型无法获得的真实生活中的心理细微差别。
贝雷亚希望将来能更进一步地整合这两种方法,她指出NASA刚刚启动了一个新的火星类比任务,即“宇航员健康与绩效探索类比”(Crew Health and Performance Exploration Analog,CHAPEA),该任务位于火星沙丘阿尔法(Mars Dune Alpha)栖息地。“一旦他们完成了这个项目,就能获得数据并将其与我们的模型进行比较以进行验证,那将是非常棒的,”她说。