“核炸”火星？移民火星還需從長計議

文 楊宇光

近日，媒體轉發了美國SpaceX公司創始人馬斯克關于改造火星環境，以使其適合人類居住的設想，包括采用核彈爆炸以及部署在軌道上的陽光反射器等方式。那么，改造火星是否必要，馬斯克提出的改造火星的方式是否可行呢？

地獄般的火星環境

火星的確是太陽系內最接近地球的天體，它的直徑大約為地球的一半，密度和地球比較接近，因此其質量大約是地球的14%。而火星的自轉速度幾乎與地球相同，因此火星上的一天與地球上一天的長度是非常接近的。另外，由于火星自轉軸與其軌道面的夾角與地球相似，因此在火星上有類似于地球的四季變化，只不過由于火星的公轉周期大約是地球的兩倍，所以它的春夏秋冬變化周期是兩年而不是一年。

火星除了上述這些與地球相似的地方之外，其他各方面條件堪比地獄：火星表面的大氣壓只有地球表面的大約1/100，所以人類在火星表面必需穿著能夠維持人體生存壓力的宇航服才行。而火星表面的壓力雖然低，卻足以掀起火星表面的塵埃，導致火星會周期性地發生全球性沙塵暴，就連火星表面執行科學考察任務的探測器都會因為在沙塵暴期間接收不到足夠的太陽能而被迫處于休眠狀態。另外，火星大氣的主要成分是二氧化碳，雖然我們可以從中提取氧氣，但顯然無法直接用來呼吸。

由于火星環繞太陽運行的軌道偏心率比較大，所以火星表面的溫度在不同季節差異極大。在火星，即便在夏季也只有在赤道附近的溫度與地球相近，其他大部分時間和地方都極其寒冷。雖然人類已經在火星上發現了水的存在，但大部分都集中在火星南北極被二氧化碳形成的干冰覆蓋的區域，包括火星表面和火星的大氣都極為干燥，并不能直接利用。

更為致命的是，從行星演化的理論看來，火星是一顆“死亡”的星球，沒有很強的內部活動來維持一個強大的磁場。這就導致火星表面直接暴露在致命的輻射之下，任何生物如果沒有足夠的防輻射措施都不可能在這樣的環境生存。

改造火星何其難

盡管環境惡劣，但從“矮子里面拔高個”的原則來看，火星仍然是太陽系所有天體中最有可能被人類改造用來作為第二家園的選擇。但目前人類還提不出真正合理可行的改造方案。

雖然改造火星的方案五花八門，但基本思想都是要將火星表面的二氧化碳充分釋放， 這一方面可以提高火星的大氣壓，另一方面可以利用溫室效應提高火星表面的溫度，釋放能夠以液態形式存在的水，構成適宜植物生長的環境。然后，再利用光合作用慢慢增加大氣中氧氣的含量，使得動物或人可以呼吸。馬斯克提出的“核爆”火星旨在通過核爆讓火星極地冰帽汽化。他認為，這將是讓火星變得足夠暖和，從而讓人類殖民者能夠較為舒適地在那里生活的好辦法。

上面的種種想法若要實現，不但需要建造規模極其龐大的設施，其所需的能源也遠遠超出人類在地球上可以獲得的所有能源的總和。由于火星遠離太陽，靠太陽能來實現這一過程的效率極低，且極為緩慢。目前人類還不知道火星上鈾等礦藏的數量，而利用核反應堆來提供能源的可能性也極低，從地球運輸核燃料的方式更不靠譜。

實際上，馬斯克目前提出的所有設想，核心是火星與地球之間的人員及貨物往返方案。但從實際情況來看，低成本運輸不太可能支持人類對行星環境改造這一級別的物質運輸能力。

對于火星環境改造來說，其實最致命的還是磁場。如果沒有類似于地球的強大磁場，即便大氣環境改造成功， 沒有磁場保護的大氣層也會被太陽風逐漸吹跑，根本無法保持住。

從目前火星探測的成果來看，過去火星的確存在比現在稠密得多的大氣，正是由于太陽風的作用使其逐漸散失。如果不能阻止這一過程，對火星大氣的改造毫無意義。從目前人類掌握的科技水平和工程能力來說，完全無法制造出規模達到一個行星全球范圍，且強度足以阻擋太陽風侵蝕的磁場。沒有強磁場保護的火星，不但維持不住大氣，也無法阻擋危險的宇宙射線，無論如何是不適宜人類生存的。

移民火星需從長計議

既然改造火星如此困難，為什么還有那么多人提出要改造火星環境，甚至馬斯克還提出要使人類成為“多行星物種” 呢？

持這種觀點的人其核心依據是：地球曾經發生過多次大規模的生物滅絕事件，人類未來也必然會面臨這樣的事件。為了使人類文明能夠延續，只有移民火星才能夠避免全人類的滅絕。而事實上，即便地球出現了其演化歷史上導致生物大滅絕的事件，例如大直徑的小天體撞擊地球，它的環境依然比現在的火星要好得多，比火星更加適合人類生存。

至少，在出現這樣的事件時，地球的磁場是不可能被破壞的，所以地球上的生物仍然能夠受到磁場的保護，不會被來自宇宙中的致命輻射殺死。而地球上的水資源也不可能消失，人類可以像災難出現之前一樣輕易地獲得水資源。即便地球被天體撞擊后的塵埃籠罩幾千年，其溫度也比目前火星的表面高得多。所以，這樣的災難也許會造成全球重大傷亡，但人類作為一個物種生存下來的難度，遠比移民火星要小。

雖然在相當長的一段時間里，人類既沒有改造火星的能力，也沒有移民火星的必要，但派遣航天員登陸火星，甚至建立永久有人駐留的火星科考基地，還是非常必要的。這是因為人類對火星的研究可以使人類更好地去了解太陽系的歷史和地球未來的命運。同時，人類也可以利用火星上的各種物質資源，進一步向太陽系深處進發。