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藍圖基金會

發布時間:2021-04-17 13:20:00

A. 安卓天堂島有個任務是要建基金會,任務說藍圖是好友的島上去找,我怎麼找了這么久沒有找到一個呢,求指教

加好友後拜訪好友的小島會有需要打掃的建築,打掃25次會獲得一張,但每天只能獲得一張

B. 人類基因組計劃中採用了人的什麼細胞多少個不同種族人的都測了嗎

[編輯本段]HGP的誕生和啟動
對人類基因組的研究在70年代已具有一定的雛形,在80年代在許多國家已形成一定規模。
1984年在Utah州的Alta,White R and Mendelsonhn M受美國能源部(DOE)的委託主持召開了一個小型專業會議討論測定人類整個基因組的DNA序列的意義和前景(Cook Deegan RM,1989)
1985年5月在加州Santa Cruz由美國DOE的Sinsheimer RL主持的會議上提出了測定人類基因組全序列的動議,形成了美國能源部的「人類基因組計劃」草案。
1986年3月,在新墨西哥州的Santa Fe討論了這一計劃的可行性,隨後DOE宣布實施這一計劃。
1986年遺傳學家McKusick V提出從整個基因組的層次研究遺傳的科學稱為「基因組學」
1987年初,美國能源部和國立衛生研究院為HGP下撥了啟動經費約550萬美元(全年1.66億美元)
1988年,美國成立了「國家人類基因組研究中心」由Watson J出任第一任主任
1990年10月1日,經美國國會批准美國HGP正式啟動,總體計劃在15年內投入至少30億美元進行人類全基因組的分析。
1987年,義大利共和國國家研究委員會開始HGP研究,其特點是技術多樣(YAC,雜種細胞,cDNA等)、區域集中(基本上限於Xq24-qter區域)
1989年2月英國開始HGP,特點是:帝國癌症研究基金會與國家醫學研究委員會(ICRP-MRC)共同負責全國協調與資金調控,劍橋附近的Sanger中心注重首先在線蟲基因組上積累經驗,改進大規模DNA測序技術;同時建立了YAC庫的篩選與克隆、特異細胞系、DNA探針、基因組DNA、cDNA文庫、比較生物基因組DNA序列、信息分析等的「英國人類基因組資源中心」。可謂「資源集中、全國協調」。
1990年6月法蘭西共和國的HGP啟動。科學研究部委託國家醫學科學院制定HGP,主要特點是注重整體基因組、cDNA和自動化。建立了人類多態性研究中心(CEPH),在全基因組YAC重疊群、微衛星標記(遺傳圖)的構建以及馳名世界的用作基因組研究的經典材料CEPH家系(80個3代多個體家系)方面產生了巨大影響。
1995年德意志聯邦共和國開始HGP,來勢迅猛,先後成立了資源中心和基因掃描定位中心,並開始對21號染色體的大規模測序工作。
1990年6月歐共體通過了「歐洲人類基因組研究計劃」,主要資助23個實驗室重點用於「資源中心」的建立和運轉。還有丹麥王國、俄羅斯聯邦、日本、大韓民國、澳大利亞等。
1994年,我國HGP在吳旻、強伯勤、陳竺、楊煥明的倡導下啟動,最初由國家自然科學基金會和863高科技計劃的支持下,先後啟動了「中華民族基因組中若干位點基因結構的研究」和「重大疾病相關基因的定位、克隆、結構和功能研究」,1998年在國家科技部的領導和牽線下,1998年在上海成立了南方基因中心,1999年在北京成立了北方人類基因組中心,1998年,組建了中科院遺傳所。1999年7月在國際人類基因組注冊,得到完成人類3號染色體短臂上一個約30Mb區域的測序任務,該區域約占人類整個基因組的1%。
人類基因組計劃(Human genome project)由美國於1987年啟動,我國於1999年9月積極參加到這項研究計劃中的,承擔其中1%的任務,即人類3號染色體上約3000萬個鹼基對的測序任務。我國因此成為參加這項研究計劃的唯一的發展中國家。2000年6月26日人類基因組工作草圖完成。由於人類基因測序和基因專利可能會帶來巨大的商業價值,各國政府和一些企業都在積極地投入該項研究,如1997年AMGE公司轉讓了一個與中樞神經疾病有關的基因而獲利3.92億美元。
[編輯本段]HGP的研究內容
HGP的主要任務是人類的DNA測序,包括下圖所示的四張譜圖,此外還有測序技術、人類基因組序列變異、功能基因組技術、比較基因組學、社會、法律、倫理研究、生物信息學和計算生物學、教育培訓等目的。
1、遺傳圖譜(genetic map)
又稱連鎖圖譜(linkage map),它是以具有遺傳多態性(在一個遺傳位點上具有一個以上的等位基因,在群體中的出現頻率皆高於1%)的遺傳標記為「路標」,以遺傳學距離(在減數分裂事件中兩個位點之間進行交換、重組的百分率,1%的重組率稱為1cM)為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創造了條件。意義:6000多個遺傳標記已經能夠把人的基因組分成6000多個區域,使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現型的基因與某一標記鄰近(緊密連鎖)的證據,這樣可把這一基因定位於這一已知區域,再對基因進行分離和研究。對於疾病而言,找基因和分析基因是個關鍵。
第1代標記:經典的遺傳標記,例如ABO血型位點標記,HLA位點標記。70年中後期,限制性片段長度多態性(RFLP),位點數目大與105,用限制性內切酶特異性切割DNA鏈,由於DNA的一個「點」上的變異所造成的能切與不能切兩種狀況,可產生不同長度的片段(等位片段),可用凝膠電泳顯示多態性,從片段多態性的信息與疾病表型間的關系進行連鎖分析,找到致病基因。如Huntington症。但每次酶切2-3個片段,信息量有限。
第2代標記:1985年,小衛星中心(minisatellite core)、可變串聯重復VNTR(variable number of tandem repeats)可提供不同長度的片段,其重復單位長度為6至12個核苷酸 ,1989年微衛星標記(microsatellite marker)系統被發現和建立,重復單位長度為2~6個核苷酸,又稱簡短串聯重復(STR)。
第3代標記:1996年MIT的Lander ES又提出了SNP(single nucleotide polymorphysm)的遺傳標記系統。對每一核苷酸突變率為10-9,雙等位型標記,在人類基因組中可達到300萬個,平均約每1250個鹼基對就會有一個。3~4個相鄰的標記構成的單倍型(haplotype)就可有8~16種。
2、物理圖譜(physical map)
物理圖譜是指有關構成基因組的全部基因的排列和間距的信息,它是通過對構成基因組的DNA分子進行測定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對位置線性而系統地排列出來。DNA物理圖譜是指DNA鏈的限制性酶切片段的排列順序,即酶切片段在DNA鏈上的定位。因限制性內切酶在DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎的,核苷酸序列不同的DNA,經酶切後就會產生不同長度的DNA片段,由此而構成獨特的酶切圖譜。因此,DNA物理圖譜是DNA分子結構的特徵之一。DNA是很大的分子,由限制酶產生的用於測序反應的DNA片段只是其中的極小部分,這些片段在DNA鏈中所處的位置關系是應該首先解決的問題,故DNA物理圖譜是順序測定的基礎,也可理解為指導DNA測序的藍圖。廣義地說,DNA測序從物理圖譜製作開始,它是測序工作的第一步。製作DNA物理圖譜的方法有多種,這里選擇一種常用的簡便方法——標記片段的部分酶解法,來說明圖譜製作原理。
用部分酶解法測定DNA物理圖譜包括二個基本步驟:
(1)完全降解:選擇合適的限制性內切酶將待測DNA鏈(已經標記放射性同位素)完全降解,降解產物經凝膠電泳分離後進行自顯影,獲得的圖譜即為組成該DNA鏈的酶切片段的數目和大小。
(2)部分降解:以末端標記使待測DNA的一條鏈帶上示蹤同位素,然後用上述相同酶部分降解該DNA鏈,即通過控制反應條件使DNA鏈上該酶的切口隨機斷裂,而避免所有切口斷裂的完全降解發生。部分酶解產物同樣進行電泳分離及自顯影。比較上述二步的自顯影圖譜,根據片段大小及彼此間的差異即可排出酶切片段在DNA鏈上的位置。下面是測定某組蛋白基因DNA物理圖譜的詳細說明。
完整的物理圖譜應包括人類基因組的不同載體DNA克隆片段重疊群圖,大片段限制性內切酶切點圖,DNA片段或一特異DNA序列(STS)的路標圖,以及基因組中廣泛存在的特徵型序列(如CpG序列、Alu序列,isochore)等的標記圖,人類基因組的細胞遺傳學圖(即染色體的區、帶、亞帶,或以染色體長度的百分率定標記),最終在分子水平上與序列圖的統一。
基本原理是把龐大的無從下手的DNA先「敲碎」,再拼接。以Mb、kb、bp作為圖距,以DNA探針的STS(sequence tags site)序列為路標。1998 年完成了具有52,000個序列標簽位點(STS),並覆蓋人類基因組大部分區域的連續克隆系的物理圖譜。構建物理圖的一個主要內容是把含有STS對應序列的DNA的克隆片段連接成相互重疊的「片段重疊群(contig)」。用「酵母人工染色體(YAC)作為載體的載有人DNA片段的文庫已包含了構建總體覆蓋率為100%、具有高度代表性的片段重疊群」,近幾年來又發展了可靠性更高的BAC、PAC庫或cosmid庫等。
3、序列圖譜
隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成,測序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術是一個包括制備DNA片段化及鹼基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜。
大規模測序基本策略

逐個克隆法:對連續克隆系中排定的BAC克隆逐個進行亞克隆測序並進行組裝(公共領域測序計劃)。
全基因組鳥槍法:在一定作圖信息基礎上,繞過大片段連續克隆系的構建而直接將基因組分解成小片段隨機測序,利用超級計算機進行組裝(美國Celera公司)。
4、基因圖譜
基因圖譜是在識別基因組所包含的蛋白質編碼序列的基礎上繪制的結合有關基因序列、位置及表達模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%~5%長度的全部基因的位置、結構與功能,最主要的方法是通過基因的表達產物mRNA反追到染色體的位置。
其原理是:所有生物性狀和疾病都是由結構或功能蛋白質決定的,而已知的所有蛋白質都是由mRNA編碼的,這樣可以把mRNA通過反轉錄酶合成cDNA或稱作EST的部分的cDNA片段,也可根據mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段,然後,再用這種穩定的cDNA或EST作為「探針」進行分子雜交,鑒別出與轉錄有關的基因。用PolyA互補的寡聚T或克隆載體的相關序列作為引物對mRNA雙端尾側的幾百個bp進行測序得到EST(表達序列標簽)。2000年6月,EMBL中EST數量已有4,229,786。
基因圖譜的意義:在於它能有效地反應在正常或受控條件中表達的全基因的時空圖。通過這張圖可以了解某一基因在不同時間不同組織、不同水平的表達;也可以了解一種組織中不同時間、不同基因中不同水平的表達,還可以了解某一特定時間、不同組織中的不同基因不同水平的表達。
人類基因組是一個國際合作項目:表徵人類基因組,選擇的模式生物的DNA測序和作圖,發展基因組研究的新技術,完善人類基因組研究涉及的倫理、法律和社會問題,培訓能利用HGP發展起來的這些技術和資源進行生物學研究的科學家,促進人類健康。

C. 美國什麼時候提出"全球信息基礎設施","數字地球計劃

美國信息高速公路計劃

NSFNET(美國國家科學基金會科研網) 成為 Internet 的主幹網之後, Internet 的規模日益擴大,引起美國政界朝野及民間私營企業的極大關注。他們一致看好這一新生事物的巨大發展潛力及其對進一步壯大美國實力不可替代的作用,紛紛提出加速發展信息事業的宏偉設想和建議。

1991 年,後來成為美國副總統的戈爾( Al Gore ) 首先在一份名為「高性能計演算法案」的建議初稿中提出了全國性的數據高速公路的概念,稍後參議員莫勒( Moeller )也於 1993 年提出了同一動議。其基本要點是將美國各地的超級計算中心連接到一個高速網路上,並使其它部門的工作也進入高性能計算領域。通過建立一條信息高速公路來刺激美國經濟的主張成為民主黨的競選綱領之一,後來亦成為美國民主黨政府的經濟改革政策的重要組成部分。

另一方面, 1993 年初,美國 13 家主要計算機公司的執行總裁們聯合起來進行游說,鼓吹美國現有的國家研究與教育網路 NREN ( National Research and Ecation Network )應當超越政府部門和大學的界限,進入遍及全國的辦公室和家庭。作為計算機系統政策設計委員會( Computer Systems Policy Project )的成員,這些「老總」們提議建設一個國家信息基礎設施體系 NII ( National Information Infrastructure ),即一個寬頻數字網路。他們並建議政府為 NII 開發一項公共信息計劃,使政府的數據能夠對公眾更加開放。

1993 年 4 月,美國眾議院收到國會議員巴歇( Boucher )對 1991 年制定的「高性能計算計劃」HPCA 的一項修正案,建議將所有的學校、支撐機構>圖書出版>文獻情報中心 onclick=WinOpen('/index/0R/21/22/11/Index.htm') >圖書館和地方政府的辦公室都連接到 Internet 上,並使所有區域網上的用戶也能使用信息高速公路。

在上述背景下,美國副總統戈爾和商業部長榮.布朗( Ron Brown )於 1993 年 9 月宣正式布了「國家信息基礎設施 」( National Information Infrastructure ,簡稱 NII )計劃,人們將其通俗地稱為「信息高速公路」計劃。從此,發展信息高速公路成為美國聯邦政府的一項國策。

柯林頓政府並不把建設美國信息高速公路單純看成是計算機行業或電信行業一、兩個行業的事,而是把「國家信息基礎設施(NII)」視為未來美國新型社會資本的核心,把研究和建設信息高速公路作為美國科技戰略的關鍵部分和國家最優先的任務,就如同當年的政府把上世紀跨越北美的鐵路建設,和本世紀50年代美國高速公路網的建設作為抑制蕭條、刺激經濟增長的戰略舉措一樣,柯林頓政府也在冷戰結束以後,在諸如「星球大戰」以及大功率正負電子對撞機等帶冷戰背景的大型科研項目停頓或收縮的形勢下,選擇建設信息高速公路作為刺激國內經濟發展、增加就業機會、保持和奪回美國在重大關鍵技術領域一度削弱的國際領先地位,從而增強美國經濟競爭實力的重大戰略部署。

值得注意的是,柯林頓及其政府雖然積極宣傳和推動「信息高速公路」計劃,但在具體操作上卻堅持「民建民有民享」的原則。對於這樣一項需要投資幾萬億美元的宏偉工程,政府並不直接加入,而是依靠民間企業的投資。政府的作用主要表現在:(1)支持通信網的標准化;(2)支持網路間相互連接;(3)排除遇到的各種障礙;(4)促進千兆位等尖端項目的研究和開發。由於貫徹了「民建民有民享」的方針,因此從1993年至1998年6年間,政府用於這一頭號戰略舉措的預算總共才4.89億美元。而眾多的美國企業由於看到信息高速公路的巨大市場前景,都紛紛投身到這一事業中。

根據美國官方有關 NII 的一系列文件, NII 旨在提供一個」硬體、軟體和技術的集成環境,使人們能夠通過計算機和大量的信息資源服務方便而經濟地彼此交往。NII 將是一個「由通訊網路,計算機,電視,電話和衛星無縫地連接起來的網路。」這一無縫網路將徹底地改變美國人的「生活、學習,工作和與國內外進行通訊的方式」,「滿足美國公民對信息的需要」。

NII 計劃的基本原則是:鼓勵私人投資,促進並保護競爭,為消費者和信息服務者提供對 NII 的公開訪問,確保全方位服務的可靠性和靈活性,使信息系統能夠跟上技術和市場的飛速發展。

NII 的目標是:建成一個連接到各社會機構、團體和每個家庭的寬頻( Gigabits )高速網路,為全社會提供豐富多彩的信息,開展多樣化的高級信息服務,全面滿足人們在生產、工作、生活和人際交往中的信息需求。具體說來,包括:

電子購物、電子貨幣將實現從製造到流通的網路信息一體化。未來的 EDI ( Electronic Data Interchange ,即電子數據交換)、多媒體電子郵件、視頻會議、遠程辦公( Telework )、計算機支持下的合作辦公( CSCW ),將為異地、異時或同時的協同辦公提供可能,個人通訊系統( PCS )和個人數據助理( PDA )可以使在旅途和走動的情況下信息流動保持暢通。信息亭、電子公告牌等將提供方便的信息查詢。

通過信息網路實現按需教育( EOD )、遠程課堂( Teleclass ),將提供最好的教師和教材,以及虛擬的實驗環境。遠程醫療專家會診、個人保健電子跟蹤和輔助咨詢等醫療電子化手段將提供及時的個人保健服務。虛擬支撐機構>圖書出版>文獻情報中心 onclick=WinOpen('/index/0R/21/22/11/Index.htm') >圖書館、虛擬博物館、電子報刊、網上游戲、視頻點播、互動式電視等將提供方便的休閑娛樂。

促進新技術的創新和應用。 NII 將為科學家們提供一個面向 21 實際的科研網路環境,在這個環境中可進行遠程可視化超級計算機互動式合作研究,遠程地共享科學信息科學信息資源和儀器設備資源,最大限度地發揮個人的專長和潛力。

提高勞動生產率和工作效率,刺激經濟高速發展。 NII 的實現可望使勞動生產率 10 年內增長 20% ,緩解交通客流量,降低能耗,為私營企業創造 400 萬個就業機會。預計到 2000 年美國總投入為 2000 億美元左右,積累的總收入將達 3 萬億美元。

到目前為止, NII 所規劃的宏偉藍圖已經部分實現或正在實現。據美國得克薩斯大學電子商務研究中心最近發表的一份研究報告稱,美國與網際網路有關的企業 1999 年創造的產值將超過 5070 億美元,大大高於1998年的 3010 億美元。網際網路產業將首次超過其它傳統產業,成為美國第一大產業。

D. 人類征服火星有什麼計劃

征服火星是人類的一個宏偉的目標,自1969年人類登月成功之後,更增加了到火星上大展宏圖的信心。

依照美國科學家的建議美國政府已於1994年12月正式批准,建造一個名為「火星開拓者」號的航天器,於1997年下半年發射。當這個航天器抵達火星空間時,將投下一個著陸器,在火星上建立一個小型科學觀測站。一旦此項任務如願完成,將可根據已經過驗證的技術,繼續建立一個由12~16個小型科學觀測站組成的火星環境調查網路,長時間地研究其大氣和地質情況,探討這些條件是否有利於生命的存在。

1991年6月,美國斯坦福大學的4名教授和25名工程學研究生以及前蘇聯5名航天專家在美國舊金山集會,宣布他們經過半年之久的調查研究之後,認為以美國和前蘇聯幾十年來積累的載人航天技術和在太空軌道站長期載人運行的經驗,已經具備了將人送上火星的能力,並有可能在2012年實現這一計劃。人類為什麼要到火星上去呢?要知道,要實際送人上火星,據計算至少要花6000億美元的巨額資金。但這難不住火星對科學家的誘惑,因為火星這個天體太吸引人了:它上面有生命嗎?它將來能作為地球居民的住所,解決地球人滿為患的難題嗎?這些神秘的問題像磁鐵般一直吸引眾多的科學家。

在太陽系中,火星的條件和地球比較接近。經科學家對火星的長期觀察和研究,知道火星在白天的最高氣溫為15℃左右,而夜晚的氣溫可降至—100℃,極其寒冷。另外還知道火星上有稀薄的大氣,並含有水蒸氣,一年中還有四季交替的氣候變化,這說明,火星比太陽系中的其他任何行星更像地球,因此曾經有些科學家認為,在火星上可能存在某種形式的生命。

為了進一步弄清火星的情況,前蘇聯從1962年11月到1973年8月,一共發射了7個探測火星的航天器,其中有2個探測器越過火星後進入日心軌道,有3個探測器進入繞火星的軌道,成了火星的人造衛星。另兩個探測器在火星表面實現了軟著陸,一個是1971年5月28日發射的「火星」3號探測器,經過6個多月的飛行,於1971年12月2日完成了航天史上第一次在火星南半球表面實現安全著陸的使命。1974年3月12日「火星」6號探測器又安全在火星上著陸,它在降落過程中測量了火星大氣的成分。兩個軟著陸的火星探測器向地球發回了許多信息和圖像。

美國則在1962年7月至1973年11月發射了6個飛向火星的「水手」號探測器,用來探測火星及其周圍的空間,其中的「水手」4號攜帶電視攝像機。首次從火星附近向地球發回清晰圖像,可以從圖像中鑒別出火星有300來個環形山。「水手」7號發現火星南極區有水冰和乾冰(固體二氧化碳)形成的雪堆。

1975年,美國還發射了兩個稱為「海盜」號的火星探測器。「海盜」1號於1976年7月20日在火星的普拉尼蒂亞平原區安全著陸;「海盜」2號於1976年9月3日在火星上的烏托匹亞平原安全著陸。它們的任務之一是要弄清火星上有沒有生命存在,另外是勘測火星的地貌和火星大氣及地震情況。

在這段期間,從兩國火星探測器發回的信息,基本上否定了火星上可能有生命存在的說法。盡管如此,但仍有不少科學家認為火星上可能有生命。只是這些探測器的功能有限,遺漏了可能存在的生命線索和信息而已。他們的依據是,火星可能曾經是一個「適宜生命存在的,有流水和溫泉的世界。」

最近,有關火星存在生命的討論又一次成為科學界的熱門話題。事件是由美國航空航天局在1996年8月14日舉行的記者招待會開始的。這一天,航天局的一個科研小組向世界宣布,他們對來自火星的一塊重1.9公斤的隕石進行了兩年研究之後,發現了生命的證據。

這塊來自火星的隕石是美國科學基金會每年一次到南極搜尋隕石的一個考察小組於1984年在南極的阿蘭山發現的,被命名為ALH84001隕石。由於在這塊隕石中發現有看起來像地球上的細菌產生的那種晶體和地球上細菌化石那樣的細管,這些復雜的有機分子,航天局的科研小組認為,火星上至少曾經有生命,盡管不是有智慧的生命。

但航天局的這一新聞,也有許多科學家不以為然,認為斷定火星上有生命的結論下得過於草率。這樣就引起了有關火星生命的新一輪研究熱潮。

因此,要最後解開火星是否存在生命之爭,必須直接從火星上取回泥土岩石等標本進行分析,直到派人親自拜訪火星才能得出最後結論。

其實,科學家們早就有登上火星的計劃,人類親自拜訪火星只是時間早晚的問題。按照前蘇聯及美國科學家的計劃,登上火星要分三步走。

第一步,在90年代中後期發射幾個火星機器人,這些機器人將像傘兵一樣降落到火星表面。其中一部分機器人還要帶著探測結果返回地球,為航天專家選擇載人飛船在火星上的著陸點及方式提供依據。這一步,現在已經開始進行。例如,俄羅斯在1996年11月16日發射「火星-96」飛行器,起飛的重量達6580公斤。飛到火星後它將分成幾個部分,其主體部分是重650公斤的軌道飛行器,它將成為火星的人造衛星。另有兩個各50公斤重的自動操縱儀在火星上軟著陸,在那兒工作700個晝夜。還有兩個穿透器,可鑽開4~6米深的火星岩石,以便將天線和攝像機安裝在火星表面,對火星表面進行詳細的拍攝和對土壤進行分析,並研究大氣的結構和變化情況。

美國當然也不甘落後,也將發射火星全球探測器,它將攜帶攝像機,拍攝下火星古老的環形山、極地的冰蓋、巨大的峽谷系統和火山的地貌,並繪制出整個火星的地圖。他們還將發射「火星探險者」號飛船,它的著陸器將帶有火星漫遊車和攝像機及各種儀器,能測量火星上各種元素的豐度。美國希望「火星探險者號」能證明,用一種廉價的飛船也可以在火星表面著陸並發回各種科研成果的信息,因為「火星探險者號」比70年代的「海盜號」著陸器成本低得多,僅為海盜號的1/10。

美國為顯示其實力,還將在以後發射一系列火星軌道飛行器和著陸器,並計劃在2005年從火星的一個或幾個地點把火星上的標本帶回地球。

在最近從南極的ALH84001火星隕石中發現火星上的生命信息後,美國計劃在2001年發射新設計的探測器,以能滿足在火星上尋找微生物化石並把它們帶回地球的要求。美國總統柯林頓宣布:他將支持尋找更多在火星上存在生命的證據的太空計劃。

日本也不甘寂寞,計劃發射一艘飛船(火星軌道飛行器)去研究火星的大氣。歐洲空間機構也將決定是否發射去火星的飛船,但估計最早也只能在2007年發射。

登火星三步曲的第一步從現在開始後可能持續10多年,要想讓人直接踏上火星還有漫長的路。

第二步,在航天員到達火星表面的前兩年,必須先將帶有火星車(也稱火星漫遊車)的「火星住宅」及帶有發動機的航天器發送到火星,這種有發動機的航天器將用於以後把航天員從火星表面送回繞火星的軌道。而火星車則可使航天員在火星表面進行大面積的科學考察和實驗。

這一步其實早已有人在作準備,即提早准備火星車。比如,俄羅斯研製的不載人火星車樣機於1992年5月就在美國加利福尼亞的國家公園「死亡谷」進行了試驗,這個公園類似火星的地貌。這次試驗的目的是模擬地球與火星之間的電視和無線電數據傳輸。這輛火星車有三對寬350毫米有輪刺的輪子,可以全方位轉向,每對輪子還能相互伸長連在一起,以防止車底板碰到地面。火星車用一個8瓦核發電機作動力,每天只能機動1小時,車速很慢,約每秒20~30厘米。

日本則計劃在2000年以前研製出火星車,設計藍圖已初步完成,車長為6.8米,車體用碳纖維增強塑料製造。車的前部安裝有地基挖掘鑽機,由地面遙控運轉,採集土壤和岩石標本。

「火星住宅」的設計當然也有人在研究和設計,但這在現代已不成為太大的難題。

第三步,就是計劃在2012年用載人飛船把3名男航天員和3名女航天員送往火星。這6名航天員要飛行9個月才能到達火星。在飛船有限的空間內要單調而寂寞地飛行如此之久,有兩個主要問題要解決:一是物質上的;一是精神上的。配備女航天員的目的是為了單調的飛行中起調節感情和穩定情緒的作用,以保證征服火星使命的順利完成。但在飛船中長時間飛行,到火星後預定要工作一年,然後再花9個月時間返回地球,這么長的時間吃喝拉撒是一個大問題。

1991年,前蘇聯衛生部醫學生物問題研究所設立了一個奇怪的課題,就是培養一種新的蒼蠅品種。蒼蠅是人人討厭的害蟲,為什麼要培養新品種呢?原來這種蒼蠅是為了將來人類進行火星及其他超遠距離宇航飛行的需要專門培養的。這種新蒼蠅產在糞便中的卵是一種寶貝,它們能孵化成超級幼蟲,它能把糞便轉變成在生態上是潔凈的腐殖質,而用這種腐殖質培植出來的優質蕃茄、黃瓜和磨菇是航天員的美味佳餚。更有趣的是,隨太空飛行器養殖的鵪鶉吃了這種新蒼蠅的幼蟲後長勢大增,不需要多少時日就能成為航天員的太空烤箱中的美食佳品。

實現第三步當然還有許多問題要解決。比如航天員在長期失重狀態下飛行會引起骨骼脫鈣和肌肉萎縮。為了防止這種情況出現。飛船設計人員將在載人艙中安裝一種人造重力裝置,它會以一定的速度轉旋(比如每分鍾4圈)以產生相當於地球引力的1/3的人造重力。

按照美國和前蘇聯的科學家1991年6月在舊金山宣布的計劃,第一次遠征火星的地球人將降落在火星上的「康多爾恰斯碼」2號地區。到那時,火星上不僅將留下地球人的足跡,還會成為人類的又一個太空立足點,火星上是否存在生命的爭論將搞個「水落石出」。將來還會建立火星城。為改造火星進行長期艱苦卓絕的研究提供基地。

人類要進駐火星,並在那裡長期駐紮下去並非輕而易舉。因為火星雖有大氣,但氣候太寒冷,大氣太稀薄,並不適宜人類居住。即使在火星上進行短時間的活動,不穿宇宙服也是無法生存的。

但和月球及金星等星球相比,火星在各方面更接近地球。於是,一些科學家和工程師認為,如果能把火星改造一下,也許就能使火星變得比較接近地球,然後在那裡播種生物。

把火星上的氣候改造成和地球差不多的氣候,開始是科學幻想小說中提出來的。但是,隨著對地球上的生命在何種氣候下能生存的認識的逐步深入,科學家們認為,或許在火星上也可以創造出類似的條件。

現在越來越多的人認為可以在火星上播種生物。說起來容易,但要改造火星這個龐然大物,有許多困難必須克服。先是要使火星的氣候逐漸變暖,使它適於生物的生長。

科學家們認為,要解決的最大問題是火星的大氣層太稀薄。如果把地球的大氣比作稠粥,那麼火星的大氣就是稀湯。要知道地球的大氣壓力是1013毫帕,而火星的大氣壓力僅5.5毫帕。火星上的大氣是由少量的二氧化碳(但佔大氣中的95%)、氮(佔2%~3%)、氬(佔1%~2%)和氧(僅佔0.3%)組成的,這些混合氣體所截留的熱量很難使火星保持溫暖。

英國一位叫詹姆斯?洛夫洛克的科學家寫過一本科幻小說,他設想可以用地球上不再用的洲際導彈把幾百萬噸含氯氟烴的化合物運到火星上去。因為這種化合物氣體有強烈的溫室效應,可以把行星表面散發的熱量截留住,使火星的溫度逐步增高。

美國的工程師羅伯特?朱琳認為,實現洛夫洛克的設想並不是不可能的。他計算後認為,只要用40年時間就可以在火星上造成強有力的溫室效應,逐步把火星赤道上的冰融化成水並使南極的乾冰和土壤里的二氧化碳釋放出來。按這個計劃,每年只要向火星運送100萬噸氯氟烴化合物就能解決問題。

那時,火星上就會形成一層厚度相當地球大氣層的1/3,主要由二氧化碳和少量水蒸氣構成的大氣層。在這樣的環境下,人類將不要穿加壓宇宙服就可以在火星上行走,但仍然需要攜帶氧氣瓶,因為這時火星的大氣層中氧氣不多。

進一步的問題是解決有足夠的氧的問題。怎樣解決呢?美國航天局一位叫喬爾?萊文的科學家提出一個辦法,他說:「如果要在火星上形成一個氧氣大氣層,必須採用生物學辦法,在火星上播種生物,這些生物靠吸收二氧化碳和水蒸氣生長,然後釋放出氧氣,不過要形成一個氧氣大氣層,估計至少要花幾百年時間。

雖然研究改造火星的計劃僅在設想,要實現這一宏偉計劃更需要以世紀來計算,但人類登上火星的行動則一刻也沒有停止過。不僅美國,歐洲、俄羅斯和日本也在制定探測火星的計劃。

值得一提的是,日本大林建築公司搞了一項在火星上開辟人類居住基地的「火星居住基地1」的研究,准備在紀念人類第一次進入宇宙空間——前蘇聯人造衛星升空100周年時,讓總數超過500名的地球人在火星上定居。

這項研究的目標是在2011年時,讓來自美國、俄羅斯、中國和日本的8名航天員到火星上停留一年,開創人類有史以來第一次實地考察火星的活動。

按照這一目標,航天員在火星上生活時的居住處所將採用密封艙,每個艙內住2人,面積約100平方米,環境相當寬敞舒適。航天員的生活用水和氧氣將從火星大氣、極地的冰川和凍土中製取。而且將使用塑料大棚種植小麥和水稻,養殖羊、魚、雞等動物供航天員食用。使航天員的生活在火星上能自給自足。

所需能源則利用太陽能發電,並在火星表面架設風力發電機。據計算,建設以上一整套設施,需要4000噸材料。按目前宇宙飛船的運載能力,要往返900次左右才能把材料全部運到火星。從2011年開始到2057年止,每年必須發射宇宙飛船20次,這個火星基地才能建起來。

人類征服火星不僅僅是為了去冒險或定居,還有更深遠的意義。因為在火星上直接研究火星表面和現場觀察火星大氣層,可以為地質學家和氣候學家提供有關地球這樣的行星及其氣候演變的原因的信息。根據這些信息,有可能找到控制地球氣候演變的措施的線索。而地球氣候演變的原因,僅從地球上進行研究,是很難找到的,征服火星的另一個目的,當然包括尋找火星生命的跡象,盡管目前還沒有令人信服的確切的證據說明火星上肯定有生命存在,但科學家和一般公眾仍對此懷有極大興趣。因為生命的起源一直是人們極想知道的一個謎。

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F. 爭當四個好少年計劃

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G. 每年定的年計劃都完成不了怎麼辦

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H. 求《重建本科教育:美國研究型大學發展藍圖》的研究報告的原文

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