落户火星要付出什么代价？

●索隆 编 ○老树昏鸦 绘

要想在火星上建立一个永久的居住地，需要付出些什么代价？人类能否在如此严酷、与地球截然不同的环境中生存下来呢？

想要落户火星就必须考虑到种种细节，包括如何抵达、生存的必需品、地球食物的运输、火星辐射的防护等等。

如何飞抵火星？

现有的火箭在发送“载人探测器”升空后没有足够的燃料把它一路送到火星，如何轻柔地在火星上降落也是个问题。

飞抵火星在概念上并不复杂，问题是从地球到火星如此遥远，根本没有预防失败的系统，一旦有任何失误，不可能及时进行救援。假如一个齿轮停止转动，或导航系统偏离轨道，宇航员将被抛在3500万英里远的星球上。

关于火星探索或殖民的讨论近来很火，比如NASA的大批漫游者、埃隆马斯克和火星一号等新计划层出不穷。许多研究与理论都将火星当成一个可行的殖民地，它的表面状况与水分的来源使得火星成为太阳系除地球外最适合人类居住的星球。火星被许多科学家认为是一个殖民的理想行星。

如何让火星探测器在火星上安全降落也是个问题。佐治亚州理工学院的年轻工程学教授巴比·布伦，一直致力于研究星际航天器如何轻柔地在目标星球上降落，而不是猛烈地撞击坠毁。对他而言，帮助“载人探测器”刹车是最酷、最困难的课题。他说，最有可能的方法是，使用反推火箭和巨大的降落伞减慢速度。为了节省燃料，布伦推荐只用降落伞，但考虑到航天器的重量，“降落伞必须非常非常大，可能在撞到地面之前，降落伞会来不及全部打开。”

火星探测器进入火星轨道后，宇航员们将会转移到用于降落的小型飞船上，他们将开往火星的基地。宇航员抵达火星时，必定精疲力尽、身体虚弱，飞船必须依靠自动降落系统，在早先空降的物资附近100英尺左右降落，并且不能造成任何损伤。所有包裹和宇航员都必须在一个有科学研究价值的地点降落。这要求自动降落系统能在强风和沙尘暴的气候中，连续几次精确至100英尺执行任务。

火星生存指南

电影《火星救援》讲述的是宇航员踏足火星后，面临种种生存风险，最终获救返回地球的故事，它被称为“可能是目前最全的火星生存指南”，这也侧面印证了这部电影不完全是脱离科学的想象产物。将来的某一天，如果我们像马特达蒙一样被单独遗弃在遥远的异星球，是否也能自己制氧、种土豆、驾驶着酷炫的探测车穿越星球，过一把“太空海盗”的瘾呢？

无论是《火星救援》还是之前的《星际穿越》，观众看到的是，被遗弃在异星球上的宇航员总能以各种巧妙的方式找到生存之道——找不到水源就通过化学反应制水，食物不足就改善火星土壤种土豆，闲暇时还可以开着探测车来个星球探险。看上去异星球的生活虽然孤单，但一个人的旅程却趣味横生。

吃

首先，饮用水从何处来？目前，人类在火星上发现了冰，还有证据表明那些冰原本是以液态水的形态存在的。这就意味着我们可以利用火星上的冰来获得水。如果将火星殖民地设在冰川附近，人类就有可能将冰转换为可饮用的水和可以呼吸的空气。当然，要想达到满足早期殖民地的基本需求还需要很长的一段时间。

其次，在火星上生产食物是非常困难的。

太空农业一直在持续开发。NASA曾公开了宇航员种植的生菜照片：一套由特殊灯光和一包包供植物和蔬菜生长所需的营养物质组成的装置。国际空间站中的宇航员成功通过种子栽培并试吃了莴苣。莴苣采用无土栽培，宇航员用了红色、蓝色和绿色LED灯提供莴苣光合作用所需的光线。

在火星上开垦种菜，首先要改造土壤。“火星的土壤可以和戈壁滩作类比，因为盐分高，所以寸草不生。要在火星上种植物的话，首先要把它改造成类似地球上的土壤，让土壤脱盐。且要培养微生物，只有微生物存在的土壤才是有生命力的土壤，才能支持生物的生长。

在解决温饱问题的同时，营养的均衡也是很重要的。

火星旅游者飞往火星途中单程一般需要半年左右的时间，长期处于微重力状态，会出现肌肉松弛或骨质变轻等太空综合征。而到达火星后，旅游者所处环境也相当恶劣，平均温度为-23℃，昼夜温差大于地球，而且大气稀薄而干燥，这些都是对人体的挑战和考验。因此，火星食品的营养问题对旅游者的健康至关重要。

为了尽可能减少飞船的运载量，降低发射成本，科学家希望未来能在火星建立食品基地。首批火星旅游者到达火星后，将在星球表面建一个微生物分解池，把尿液和粪便分解成营养物质和水，用于灌溉庄稼。这些庄稼在拥有人造阳光和空气的温室中生长，成为旅游者未来的食物。

除了蔬菜和米面，肉类也不可缺少。在火星上不能放养牲畜，如果航天员想吃肉排或腊肠，可以用牲畜或鱼类的肌肉细胞群培养出鲜肉。美国研究人员已展开实验，从金鱼身上取下新鲜的肌肉组织、放入营养液中进行培养。一个星期后，肌肉组织的质量增加了14%。

美国康奈尔大学的食品专家花费了几年时间，利用小麦、西红柿、土豆、大豆、胡萝卜等蔬菜为原料，为未来的火星旅游者配制了200余种素食食谱，最终选择了15种可以利用在火星上培育的植物作为原料的食谱。

欧洲宇航局的食品科学家已经精心挑选出西红柿、莴苣、土豆、大豆、菠菜、洋葱、小麦和大米这8种蔬菜和粮食，他们能为火星旅游者提供充足的维生素、蛋白质和碳水化合物，而且可循环利用程度很高。这些蔬菜和粮食的做法也极具可塑性，厨师们已经设计出70-80份食谱。

穿

电影中的宇航服是根据NASA真正的宇航服衍生设计而成的，虽然厚重的宇航服在男主角身上穿出了紧身小蛮腰的效果，但现实中，宇航服并不那么酷炫，反而看起来蠢萌蠢萌的。

宇航服按照用途一般分为舱内宇航服和舱外宇航服。飞船座舱发生泄漏，压力突然降低时，航天员及时穿上舱内宇航服，能够接通舱内与之配套的供氧系统，服装内会立即充压供氧，并能提供一定的温度保障和通信功能。而舱外航天服实际上是最小的载人航天器，除了具有加压、充气、防御宇航射线和微陨星袭击的作用外，它里面还有通信系统以及生命保障系统。这与科幻电影中的设定基本一致。

另外，电影中穿宇航服的方式也很酷，宇航员经常在紧急状态下一个助跑，“咻”一下像宝剑入鞘一样对准跳入宇航服中，穿衣动作一气呵成。现实中也是这样，新款宇航服的背后加上了接口设计，宇航员们可以从舱内快速跳进宇航服，使宇航服脱离接口，留在舱外，从而保持室内清洁。有专家解释道，这是因为火星上尘土飘飞，如果红色土壤被带入了宇宙飞船内，会对宇航员和舱内设施造成影响。

火星小档案：

火星是太阳系八大行星之一，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，直径约为地球的53%，自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。橘红色外表是地表的赤铁矿（氧化铁）。我国古书上将火星称为“荧惑星”，古代西方（古罗马）称之为“战神玛尔斯星”。

火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。

与地球相比，火星地质活动较不活跃，地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成，有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯山和最大的峡谷：水手号峡谷。另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别：南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原。

住

居住舱是宇航员在火星上的家。居住舱具有温度、湿度和空气调节功能，航天员在居住舱内活动不需要穿着笨重的舱外宇航服，可以穿得和地面上一样。这是马克在火星上得以生存下来的重要保障，也是人类未来探索火星前必须解决的重要前提。

现实中，NASA在休斯敦的约翰逊航天中心建立了火星生存模拟系统，航天员在那里进行训练，为火星上的长期生存做准备。火星生存模拟系统拥有独立的生命保障系统，分为上下两层，包括起居间、工作站及模拟气闸舱。根据实验效果，目前这套系统还在改进中，以适应未来的火星表面生存和作业。

行

当人们降落到火星上之后，他们至少要在火星上待上一年时间，以等待火星和地球运行到回程距离最近的位置，这给了宇航员们大量的时间进行实验并探索周围环境。因此，宇航员需要使用稳健、可靠、功能多样的火星车，前往更遥远的地方。在《火星救援》中，男主角开着他的火星车跑了好几趟，甚至还对火星车进行了一些不怎么正统的改装，好让自己生存下来。

而现实中的火星车外形与电影中非常相似，10多年来，NASA的“机会号”探测车一直在火星上工作和运行。但是，目前的火星车还不具备载人设计，在解决行驶距离、辐射保护等问题后，载人探测车最终会像一个带着车轮的生活舱。为了保证机动性，有些版本装备了6个转向轮，即使有一个爆胎，只要向上收起出了问题的轮胎，探测车依旧可以正常运作。

面临的问题虽然很多，可是火星殖民的计划还是有前途的。火星距离地球很近，气候也跟地球上的差不多，还有足够的日光来打造太阳能电网，这都是其他星球所不能比拟的优势。不过，必须做好解决了某一个地点的问题，其他地点还有各种问题在等待着的应对准备，这其中的变化和差异够科学家忙的了。