飛往火星的單程票

李慶康

讓地球人著迷的火星

在太陽系中，沒有哪顆行星能像火星那樣讓地球人著迷。火星是距地球最近的一顆行星，也是與地球最相似的一顆行星。火星的半徑比地球的一半略多一點（3397千米），其自轉軸傾角和自轉周期（24小時37分）也與地球相近，其公轉一周約為地球公轉周期的兩倍（687天）。

以二氧化碳為主的火星大氣十分稀薄（密度還不到地球大氣的1%），因而熱量無法保存，氣壓也很低。火星表面溫度極低，平均溫度零下55℃，日溫差大于100℃，夏季溫度17℃～22℃，冬季零下123℃～零下133℃。火星上也有四季交替的氣候變化。火星表面沒有穩定的液態水體，兩極有以水冰和干冰為主的極冠，而且上面覆蓋的干冰會隨季節消長。

火星被稱為紅色的行星，因為火星表面覆蓋著巖石碎塊、沙塵及富鐵黏土（即赤鐵礦）而呈現出鐵銹紅色，另外還有赭色的礫石地和凝固的熔巖流。火星上常有猛烈的大風，形成可以覆蓋全球的特大型沙塵暴、移動的沙丘，每次可持續數個星期。火星現在沒有全球性偶極磁場（只有多極磁場），不能阻止高能射線粒子直接轟擊火星表面。

對火星的空間探測始于20世紀60年代。迄今為止，一共進行了40多次火星探測，其中約有2/3是失敗的，足見火星探測充滿巨大風險。目前人類在火星基本物理參數、火星空間與表面環境、大氣層、電離層、磁層、地形地貌與地質構造、火星表面物質、火星內部結構等方面取得了巨大的成就。

為什么人類對火星充滿濃厚興趣？

太陽系內除了地球外，火星是最有可能存在生命的天體。

大約40億年前，火星表面存在過水，甚至可能有過河流、湖泊和海洋。后來，火星表面的水可能沉入火星地表以下;或者由于火星引力小，水蒸發成氣體，逃出了火星的大氣。

適合進行比較行星學研究和太陽系起源與演化研究：如火星磁場與地球磁場的比較研究、火星大氣和氣候變化與地球氣候變化的比較研究、火星臭氧洞和地球臭氧層的比較研究。

火星上有豐富的資源，如風能，地熱，可用二氧化碳和氫制造甲烷燃料，也可用氫同位素進行核發電等等;火星上有火山活動和水流沖擊形成的各種金屬富礦。

火星上的綠黏土和火山灰，有利于植物生長;火星大氣中有足夠的二氧化碳氣體，可提高植物光合作用的效能，使農作物獲得比地球上更大的豐收。火星上到處都是氧化鐵等氧化物質，可還原出氧氣。

下一個偉大而艱巨的任務是人類登上火星。

美國國家航空航天局（NASA）計劃在2031年左右實現載人登陸火星。

火星一號則宣稱2023年就能實現“火星定居”。

火星一號移民計劃

火星一號是總部設在荷蘭的一家非營利組織。2012年，火星一號提出了驚天動地的移民計劃，宣布要在2025年以前在火星上修建第一個人類居住地。

這一任務最初會送2男2女共4名宇航員去火星，他們肩負著“10年之內在火星上建立殖民地”的使命。地球人抵達火星后將不再被接回地球，只能在那里度過余生。2013年，火星一號宣布公開征集前往火星的地球人。征集發布后，全球有200586人報名。2014年5月，火星一號宣布從這20多萬份申請中篩選出705名（418名男士和287名女士）。接下來，候選人將接受挑選委員會的面試，展示其知識、才智、適應能力和個人品行等。目前，火星一號正在和媒體洽談，準備現場直播面試，讓這705位候選者和廣大觀眾分享他們的故事。

根據火星一號計劃，這705名候選人未來幾年將參加移民火星的各項培訓，并在多輪篩選中最后決出20～40名候選人，分期分批出發，代表人類定居火星，其中首批2男2女宇航員將在2023年4月踏上征程。

火星一號公司為了這一計劃萬無一失，預計在2016年向火星發射一顆通信衛星和一個補給系統。2018年運送一輛火星車登陸火星表面，探索擁有相對較佳居住條件的理想位置，并在接下來的7年內，在火星表面探索居住場所，裝載相關補給系統，并建立火星居住基地。

雖然大眾覺得火星一號的“單程票”殖民計劃有些瘋狂，但該計劃得到一些科學家（包括諾貝爾物理學獎獲得者）、航天員、工程師的支持，在大眾中引起了強烈反響。一名來自舊金山的女士希望自己是第一個死在火星上的人。一位丈夫得知妻子執意要成為火星一號候選人后發表支持感言：愛她就讓她去火星吧。

火星探索之旅并不孤獨

俄羅斯也制定了雄心勃勃的火星探測計劃：按照他們的安排，2035年前將進行載人火星探測。

美國航空航天局有自己周密的探索火星路線圖：2013年到2020年間發射能將火星物質樣本帶回地球的探測器，最終在2031年2月派宇航員遠征火星，但是有雙程車票。

火星一號的巨大挑戰

目前，火星一號存在很多巨大的挑戰。

不知在何處的巨額資金。根據火星一號計劃，初始補養可能需要發射6次宇宙飛船來完成，但麻省理工學院認為至少需要15次才能完成初次補給任務。僅這一項運輸花費，與宇航員的運送一起就達45億美元，而開支必將隨著其他成員和補給的增加而飆升，少則幾百億，多則上千億。但目前巨額經費還沒有著落。

火星上怎么維持補給。2014年10月，美國麻省理工學院的工程師們發明了一個居住地分析工具來評估火星一號任務的可實現程度。

工程師們用系統論方法分析火星一號任務，評估了該任務的眾多基本面，比如居住條件、生命支撐系統、備用件需求以及運輸，還深入考察了每個成本對整體系統工程的貢獻度，模擬結果表明依據現有技術，在火星上生存不樂觀。

基于國際空間站宇航員的典型工作日程、活動水平和新陳代謝率，研究人員模擬出火星移民的一天需要消耗約1.27千焦熱量，而種植農作物需要大約200平方米的土壤，但火星一號計劃只估計出了50平方米。按照該項目的計劃，如果農作物在移民居住點種植，會產生不安全的氧氣含量，超過防火安全臨界值，這要求持續生產氮氣來降低氧氣水平。時間一長，會導致氮氣罐消耗殆盡，讓居民點因自然泄漏面臨缺乏氣體補償的處境，最終導致在68天內第一批居民窒息而死。可能的解決方案，應該發展至少兩種技術，一種是能消除多余氧氣的技術，另一種是隔絕出單獨溫室種植谷物的技術。令人驚訝的是，最便宜的選擇，竟是從地球家園運輸所有食物。

研究組還進行了一個針對備用器件供應的綜合分析，火星上想要某個備用件時，地球要每26個月一次地發射，然后再等上180天的飛行才能拿到。如果能在當地制造備用件會省很多事，3D打印技術可以讓移民在火星上制造備用件。但這個技術目前發展得還不夠高級，還不能重復制作尺寸精確且擁有足夠功能的太空備用件。

此外還有生命支持技術的問題，遙遠艱險的長途飛行對宇航員生理和心理影響，空間環境包括火星環境如輻射、大氣、微引力對人的生理和心理影響等等。

由此可見，項目的技術可行性評估及花費評估得出的結果很不樂觀，該計劃看起來真令人有些氣餒。

火星一號計劃試圖跨國界、跨政府撬動市場資金購買已有的空間技術（能否買到還不一定），攢出一趟單程車票的火星之旅，是娛樂？是商業炒作？是騙局？還是確實能夠如期成行，現在不得而知。但它確實吸引了世人的眼球，喚起人們探索宇宙空間的熱情，激發大家的科學興趣，而且私人機構參與提升公眾太空意識，或許可以創造或設計一些新技術，幫助未來的團隊成功登陸火星。因此，無論火星一號計劃能否成功，人類從該創舉中都將獲得意義重大的收獲。