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2月28日，我國“祝融號”火星車傳回一組數據，人類終于看到了36億年前的火星‘海灘監控錄像’，直接改寫了科學界對火星的認知。

看來火星曾經也宜居，這個發現對人類未來移民火星有什么幫助呢？

祝融號的考古級涮鍋技術

祝融號在火星北半球的烏托邦平原南部，用自帶次表層穿透雷達掃描地下結構時意外發現了一處特殊地質層，雷達信號顯示地下10米到35米之間存在76層傾斜排列沉積結構，平均傾角14.5度，最陡處達到20度。

這種層狀結構在通常出現在地球海岸線附近，是由海浪反復沖刷堆積形成的，這個發現對火星探索來說太重要了，這是等于告訴人類火星在曾經也是宜居星球。

火星車的雷達工作原理其實挺簡單的，它可以向地下發射低頻電磁波，這些電磁波在遇到不同密度的物質時會產生反射信號，科學家就可以分析這些信號的時間差和強度變化并通過這些差值繪制出地下結構的立體圖像。

這次的發現還是有突破性的，傾斜層理分布范圍超過了1.3公里，每層的厚度也在15到50厘米之間，這種地勢形態跟地球海灘沉積物的分層模式幾乎是一模一樣的，為了防止出錯，科研團隊在信號傳回之后又一次進行了比對，發現兩者相似度超過92%。

如此高的相似度基本上已經可以斷定實錘了，而且儀器還對這些地層的介電值穩定進行了檢測，得數都在3到7之間，跟地球海岸常見的中細砂數值完全匹配，火星常見的火山巖或風成沙丘的介電值通常在9以上。

這一系列證據都在告訴我們，這些地質結構就是曾經的沙灘。古代火星北半球擁有一片深度約20米的浩瀚海洋，南部高地的河流攜帶泥沙匯入海洋，在入海口形成三角洲，泥沙在潮汐作用的反復淘洗下，最終堆積成向海洋方向傾斜的層理結構。

這個發現解開了困擾科學界40年的謎題，1987年時，NASA科學家就曾根據軌道探測器拍攝的地形特征提出了火星北部平原可能曾是海洋的假說。

但這個假說一直沒有什么直接證據，這么多年一直飽受質疑，火星有水是許多科學家的共識，但傳統觀點一直認為火星的水資源集中在極地冰蓋，但火星的極地氣候惡劣，是不太適合人類科研和生存的。

這次祝融號的發現是具備歷史意義的，這可是火星的中低緯度地區，既然曾經有海洋，那么地下很有可能依然儲藏著冰。

我國科學家也對這一片區域進行了推算，如果沉積層的含水量達到30%，按照現有個技術將可以從每平方公里的區域內提取5萬噸水，足夠維持千人規模的火星基地運轉十年。

馬斯克的星際火鍋店能開張嗎？

祝融號的發現公布后，最興奮的人莫過于馬斯克，之前馬斯克就提出了有那么點瘋狂的火星殖民計劃時間表，將在2040年左右用1000艘星艦飛船向火星運送100萬人，并在烏托邦平原建造首個永久定居點。

之前水的問題如何解決一直有爭議，祝融號的這次發現直接給了火星殖民無限可能，不過馬斯克的計劃真的能夠實現嗎？

根據現在的情況來看，這個計劃的步子還是邁的有點大，運輸成本就很難控制下來，雖然現在SpaceX的火箭回收技術已經有了些眉目，但是達到馬斯克設想的每噸物資10萬美元的運輸成本還差得很大，現在的航天運輸成本基本上每噸物資需要10億美元，這種指數級的成本縮小現在看來還很難。

再就是如何穩定運行生命維持系統，火星可不比地球，每一個殖民者都需要消耗能量，現有國際空間站宇航員每天需要1.8公斤食物、3.5公斤水和0.8公斤氧氣，這些消耗品在地球軌道都還好說，定期補給就可以輕松解決。

但火星表面就必須實現閉環循環，可這些循環都是需要能量消耗的，NASA已經做了相關實驗，種一平方米小麥需要9平方米太陽能板供電，這還是地球的數據，火星的光照環境比地球弱的多，這個數字至少要翻三倍。

如果按照這個比例，維持100萬人的基本生存需要一個面積跟北京市差不多大的太陽能農場。

再就是地質風險，祝融號發現的沉積層在地下10米以下，想要開展這些地下冰需要大型工程設備，火星表面的大氣壓跟地球是不一樣的，差不多只有地球的0.6%，現有的重型機械在火星表面根本就沒法用。

潤滑、散熱和動力系統都需要重新設計，SpaceX也對此提出了相關的解決方案，使用火星土壤3D打印建筑，但效率現在還一直上不去，每小時只能打印出兩塊磚頭大小的結構件。

火星表面的輻射強度問題也沒能很好的解決，火星的輻射是地球的700倍，如果人類沒有辦法改變火星地表環境的話，整日穿著宇航服的殖民其實是沒什么意義的。

馬斯克設想的穹頂城市需要至少1米厚的火星土壤才能有效屏蔽輻射，每個居住艙的重量將超過400噸，按照現有星艦飛船的單次運輸能力為150噸計算，建造千人規模的穹頂就需消耗整個艦隊兩年的運力。

問題歸問題，但世界范圍內商業航天的熱情越來越高，NASA已經宣布將調整2030年代的載人登陸選址，歐洲航天局也開始研發地下冰開采機器人。

對比西方國家的大動作，我國的天問三號任務非常穩當，已經計劃在2028年實現火星采樣返回。

中國航天如何后來居上燉硬菜

當國際航天還在爭論火星開發的優先級時，我國天問三號任務已進入發動機點火測試階段。

這臺探測器的技術路線與歐美存在著本質差異，NASA這些年一直依賴重型運載火箭單次投送大型設備，我國選擇通過多次任務迭代升級技術模塊。

天問一號的環繞器至今仍在軌運行，可以持續為后續任務提供火星大氣數據，這種“老帶新”的模式大幅降低了工程風險。

破局關鍵是我國航天器的自主能力，祝融號火星車在2021年著陸時，自主避障系統在7分鐘的著陸過程中完成了600多次實時運算，識別并規避了著陸區93%的潛在風險。

嫦娥探月工程的經驗終于轉化成了可以落地的技術，玉兔二號月球車在月背極端環境下積累的故障自檢算法被改進后移植到火星探測系統。

祝融號的故障恢復速度比設計指標快3倍，沙塵覆蓋太陽能板后，其自主清潔程序能在10分鐘內恢復80%發電效率。

我國航天系統實行“總師負責制”，每個重大項目都由45歲以下的中青年專家牽頭，搭配60歲以上的顧問團隊。這種老中青三結合的結構在嫦娥五號任務中首次驗證，由24歲博士負責月壤封裝裝置的密封性測試，其提出的負壓檢測法將漏氣率控制到萬億分之一。

如今這套方法論被復制到火星探測工程，天問三號的采樣封裝系統設計團隊平均年齡31歲，創造了零借鑒國際專利的紀錄。

祝融號發現的古海洋沉積層數據公布后，歐洲空間局提出聯合開發地下冰鉆探設備，但要求我們共享雷達原始數據。

我國科研團隊選擇分階段合作，先提供經過處理的二維剖面圖，待確認技術路線后再決定數據開放程度，這種策略既保護了核心技術，又吸引了7個國家13個研究機構參與數據分析。

德國行星科學研究所的漢斯教授坦言：“中國團隊對數據質量的把控遠超預期，他們提供的介電常數測量誤差在±0.3以內，比我們的實驗室標準還嚴格。”

正是這一系列的優勢讓我們的祝融號火星車突破了全球多個第一，祝融號的設計壽命只有90天，但卻實際卻工作了358個火星日，其中的關鍵就在于能源管理系統。

祝融號的太陽能板采用的是可調傾角設計，每天可以根據太陽高度自動調整15次角度，冬季發電效率比固定式面板高47%。

科研團隊也給火星車編寫了12套供電預案，沙塵暴期間可以自動切換至“冬眠模式”，將功耗從280瓦降至18瓦，相當于一部智能手機的待機耗電量。

結尾

祝融號的發現將會開啟人類加速探索火星的進程，NASA宣布在2035年前建立永久性火星實驗室，俄羅斯計劃用核動力火星車開采地下冰，而我國的天問三號采樣返回任務將首次嘗試在地火轉移軌道實施無人對接。

航天技術的突破從來不是單點躍進，而是一場持續六十年的接力賽。從東方紅一號到天問三號，每個里程碑背后都是數千項技術的迭代升級，當馬斯克的星艦還在解決重復發射難題時，我國航天人已經著手編寫《火星基地建設標準1.0》。這場跨越5500萬公里的競賽，比的不是誰先抵達，而是誰能把腳印變成路標。