最近，一則有關(guān)火星的新聞成為公眾關(guān)注的熱點(diǎn)：荷蘭非營(yíng)利企業(yè)“火星一號(hào)”公布了從全球20萬(wàn)名申請(qǐng)者中選出的100名候選人名單（其中包括4名華人），這些候選人將繼續(xù)角逐，最終產(chǎn)生的4名入選者將在2025年被送往火星，在那里定居。根據(jù)該公司發(fā)布的計(jì)劃，他們將在2016年發(fā)射通訊衛(wèi)星前往火星，進(jìn)行數(shù)個(gè)階段任務(wù)后，于2023年建立永久基地。

    這個(gè)讓入選者踏上“有去無(wú)回”之旅的項(xiàng)目是否靠譜？人類移民火星要解決哪些技術(shù)難題？在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，人類是否有必要移民火星？記者就此采訪了有關(guān)專家。

火星環(huán)境只是相對(duì)“友好”

    火星是離太陽(yáng)第四近的行星，為四顆類地行星之一。中國(guó)古人覺(jué)得它熒熒如火，位置、亮度時(shí)常變動(dòng)，讓人無(wú)法捉摸，故稱之為“熒惑”.借助天文望遠(yuǎn)鏡，可以看到火星呈橘紅色，這是其地表廣泛分布的氧化鐵造成的。在太陽(yáng)系的八大行星中，火星比水星略大，是第二小的行星。它的直徑約為地球的一半，自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期與地球相當(dāng)，其一晝夜比地球上的一晝夜稍長(zhǎng)，多出約37分鐘，但繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周需花費(fèi)的時(shí)間是地球的2倍。

    為什么在討論“未來(lái)移民其他星球”這個(gè)話題時(shí)，科研人員和公眾總是對(duì)火星最感興趣呢？著名科普作家、中科院國(guó)家天文臺(tái)客座研究員卞毓麟說(shuō)：人類有能力登陸月球，但月球表面沒(méi)有任何大氣，是超高真空狀態(tài)，所以不適合居住。把眼光放得再遠(yuǎn)一些，考察地球的兩個(gè)近鄰行星--金星和火星。前者的環(huán)境條件過(guò)于嚴(yán)酷，表面溫度超過(guò)450℃，異常濃密的大氣中充滿硫酸液滴。與之相比，火星的環(huán)境“友好”得多：有大氣層，已發(fā)現(xiàn)水冰以及湖盆、河道的遺跡，這提供了生物生存的基本條件。

    不過(guò)，這種“友好”是相對(duì)的，火星的自然環(huán)境對(duì)人來(lái)說(shuō)其實(shí)很惡劣；只是在太陽(yáng)系中，火星比除地球外的其他任何行星或衛(wèi)星更適合居住。上海市天文學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)施餠介紹，火星雖然有大氣層，但其主要成分是二氧化碳，占比高達(dá)95%,其余成分包括：3%的氮?dú)狻?.6%的氬氣、很少的氧氣、水汽等。而且大氣層非常稀薄，只相當(dāng)于地球上30多公里高空的大氣壓。所以火星上的空氣不能供人直接呼吸。溫度方面，火星也不太適宜人類居住。其表面的平均溫度比地球低30℃以上。和地球一樣，它的一年也有四季之分。夏季白天，赤道地區(qū)氣溫可超過(guò)20℃，但到了夜晚就會(huì)驟降至-50℃以下。

    由此可見(jiàn)，人類如果在火星上居住，必須住在密閉的生活艙內(nèi)，外出則得穿特制宇航服。這些設(shè)施和裝備的復(fù)雜程度可想而知。

移民火星有多少技術(shù)壁壘

    如今，“火星一號(hào)”公司宣稱2023年在火星建立永久基地，2025年把4人送往那里，成為第一代太空移民，這實(shí)在令人替公司和人類“先驅(qū)”捏把汗。

    中國(guó)空間技術(shù)研究院空間科學(xué)與深空探測(cè)首席科學(xué)家葉培建院士說(shuō)，這家荷蘭機(jī)構(gòu)目前既沒(méi)有飛火星的飛行器，也沒(méi)有火箭，更不具備在火星生存的能力。想在2025年實(shí)施計(jì)劃，像是個(gè)騙局，更是個(gè)笑話。

    葉培建表示，火星和地球之間的發(fā)射周期，是每28個(gè)月才有一次發(fā)射機(jī)會(huì)。因?yàn)檫@兩個(gè)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的行星，最接近時(shí)相距5500萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)時(shí)相距4億公里，為節(jié)省燃料，各國(guó)航天機(jī)構(gòu)都選擇在兩個(gè)星球最接近時(shí)發(fā)射。以現(xiàn)在全世界最強(qiáng)的太空飛行能力測(cè)算，從地球飛往火星要幾百天。而目前航天飛機(jī)、空間站的宇航員，過(guò)一段時(shí)間就要輪換，幾百天飛行過(guò)程如何生存，本身就是個(gè)大問(wèn)題。

    為了模擬幾百天太空航行，俄羅斯組織過(guò)“火星500”試驗(yàn)。該試驗(yàn)在莫斯科進(jìn)行，6名從全球選拔的年輕人，在一個(gè)狹小的封閉艙內(nèi)生活了520天，完成了從飛往火星到登陸火星，再到返回地球的模擬試驗(yàn)。施餠認(rèn)為，這個(gè)試驗(yàn)的有效性值得懷疑，因?yàn)檫@些被試者心里很清楚，他們其實(shí)在地球上，安全是有保障的，這種心態(tài)與真正踏上火星之旅的人迥然不同。而且，試驗(yàn)不是在失重條件下進(jìn)行的。在宇宙的失重環(huán)境下，宇航員體內(nèi)的鈣流失明顯，并會(huì)受到宇宙射線的侵害。未來(lái)人們前往火星，在旅途中能否承受這些生理上的考驗(yàn)和心理上的煎熬，是不容忽視的問(wèn)題。

    載人飛船抵達(dá)火星后，乘客如果想在火星上居住一段時(shí)間，面臨的挑戰(zhàn)會(huì)更大。他們必須利用搭載在飛船上的設(shè)備，建一個(gè)密閉式生活艙。艙內(nèi)要有氧氣、水、廢棄物處理裝置等必需品。“這些東西都從地球上帶過(guò)去的話，量是很大的。”施餠說(shuō)，在火箭發(fā)射和宇宙航行中，載荷是一個(gè)關(guān)鍵因素--重量越大，所攜燃料就越多，技術(shù)難度也隨之急劇上升。因此，把建造生活艙或基地的所有部件發(fā)送到火星，難度很大，成本很高。

    如果我們想要移民火星，或者說(shuō)，在這顆行星上居住相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，那么必須建造設(shè)施更完備的大型基地。此外，有必要實(shí)行火星環(huán)境改造計(jì)劃，包括把植物種子帶到那里，利用植物的光合作用吸收火星大氣層的主要成分--二氧化碳，生成氧氣，逐步提高大氣層的含氧量，向地球環(huán)境靠攏。

“火星地球化”還是旅游開發(fā)？

    卞毓麟介紹，目前，美國(guó)的火星探測(cè)在全球處于領(lǐng)先地位，發(fā)射的“好奇號(hào)”等火星探測(cè)車成功著陸并完成了探測(cè)任務(wù)。美國(guó)政府計(jì)劃2035年左右向火星發(fā)射載人飛船。當(dāng)然，這不是“有去無(wú)回”的移民，宇航員登陸火星后會(huì)返回地球。“所以現(xiàn)在考慮移民火星，還為時(shí)過(guò)早。”

    那么，人類未來(lái)是否有望移民火星呢？卞毓麟認(rèn)為這個(gè)可能性是存在的。在他看來(lái)，地球上的人口將不斷增加，總有一天會(huì)容納不了所有人，所以移民火星是一個(gè)解決方案。實(shí)行這個(gè)方案是很漫長(zhǎng)的過(guò)程，大致分為4個(gè)階段：首先，在實(shí)現(xiàn)載人登陸后，人類需要完成許多次宇航員在火星上短期生存的試驗(yàn)； 隨后，在這個(gè)星球上建立適合生活和工作的小型基地；接著，逐步擴(kuò)大基地規(guī)模；條件成熟后，著手大規(guī)模改造火星環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“火星地球化”目標(biāo)。

    所謂“火星地球化”,是將火星改造成類似地球的環(huán)境。2003年8月，在美國(guó)召開了“火星移民研究國(guó)際會(huì)議”,與會(huì)者提出在未來(lái)幾個(gè)世紀(jì)中，把火星改造成一個(gè)綠色星球，使之成為人類的第二個(gè)家園。根據(jù)設(shè)想，火星地球化有多個(gè)技術(shù)方案，包括：在大氣中增加適合適量的氣體（如溫室氣體和適合生物生存的氣體），增加地表溫度與氣壓，使火星上水冰融化為液態(tài)水，再通過(guò)植物的光合作用，使大氣層的含氧量逐步提高；大量溶解地下凍土層，再把水引到地表，逐步形成水圈；在太空中架設(shè)巨大反射或折射鏡群，使更多陽(yáng)光反射至火星表面； 散布固沙菌類、植物，防止沙暴發(fā)生，進(jìn)而生成土壤，擴(kuò)大居住地。

    不少科研人員認(rèn)為，改造火星的一些技術(shù)方案是可行的，還有一些技術(shù)方案在未來(lái)或許可行，將火星改造為“第二個(gè)地球”會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。但也有不少專家指出，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)（幾百年或上千年后），人類沒(méi)有必要移民火星，也沒(méi)有大規(guī)模改造火星環(huán)境的必要。如果地球上的人口數(shù)量不斷增加，可以把生存空間往海洋或地下延伸。目前來(lái)看，這雖然有技術(shù)難度，但也并非不可解決。與之相比，移民火星是舍近求遠(yuǎn)，成本太高。

    施餠說(shuō)，未來(lái)前往火星或許可成為旅游項(xiàng)目，就像如今去太空已成為少數(shù)富豪熱衷的旅游一樣。乘坐飛船出一趟遠(yuǎn)門，在火星上呆一小段時(shí)間，去高度超過(guò)27公里的奧林帕斯火山觀光，不是件很有樂(lè)趣的事嗎？