當《火星救援》中的土豆在火星中蓬勃生長時，當馬斯克預測20年內人類將在火星上建造出一個自給自足的城市時......我們會發現：火星，這顆荒蕪的赤色星球，已悄然成為了人類集體想象中的第二家園，承載了人類關于星際遷移的最熾熱的想象。

拋開失真的藝術與資本濾鏡，一些曾被忽略的命題隨之顯現：為何人類對“火星”有如此執念？火星移民是否真的具有可操作性？從想象到現實的距離究竟有多遠？

這些問題我們也許在《在火星買房：太空移民計劃的可行性分析報告》一書中能找到答案。基于宏大的火星移民計劃，作者凱利·韋納史密斯從科學、倫理等多個角度出發解構了浪漫的星際童話，揭露了關于火星的種種真相。從地球到火星，好像真的沒有想象中那么簡單。

本文摘選自《在火星買房：太空移民計劃的可行性分析報告》。經出版社授權推送，篇幅所限內容有所刪減。

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為什么是火星？

我們接下來要論證的是，為什么火星是太空移民的理想選擇。但首先需要明確一點：以地球的標準來看，火星的環境極其惡劣。火星離成為人類的備選家園還有很長的路要走。

設想一下地球上最糟糕的氣候場景：海平面上升10米，淹沒了紐約市和波士頓；比利時和荷蘭等地勢較低的國家被海水整個吞沒；熱浪使得南半球部分地區無法居住；洪水、干旱、野火和巨大的熱帶氣旋肆虐全球；超過一半的物種滅絕；雪山融化或被海水污染，淡水資源枯竭；熱帶疾病蔓延到原來的溫帶地區；農作物歉收，人們遭遇饑荒；超過10億的氣候難民沖擊著相對宜居的北方國家緊閉的大門，暴力和沖突隨之爆發。

這樣的地球和火星或月球相比，簡直就是伊甸園。地球依然擁有我們可以呼吸的空氣， 保護我們免受輻射的磁層， 甚至很可能還有麥當勞早餐。 雖然我們不愿意居住在那樣的地方，但這里畢竟是太陽系中唯一一個裸奔 10 分鐘還能活下來的星球。

火星對于太空移民者的吸引力不在于它現在的狀態，而在于它未來的無限潛能。火星上的化學元素幾乎可以滿足我們長期居住所需的一切。碳、氧和水等最基本的物質都相對容易獲取，至少以太空吝嗇的標準來看是這樣。因此，火星不僅是我們可以生存的地方，還是我們可以擴展和發展的樂土。只要有足夠的時間和努力，火星最終有可能成為人類的第二故鄉。

但不得不說，目前的火星環境確實相當惡劣。

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反對在火星上定居的理由

像月球一樣，火星表面也被一層死寂的風化土所覆蓋。雖然風的吹拂會造成一定的侵蝕，但這并不能防止尖銳顆粒的產生。而火星上還有額外的問題——火星表面是有毒的。

高氯酸鹽在地球上是一類微量化學物質，它在火星表面土壤中占0.5%到1%。這到底有多嚴重，取決于你的態度。樂觀的太空移民愛好者會告訴你，高氯酸鹽可以很容易地反應生成氧氣。但我們應該注意到，高氯酸鹽是一種相當危險的化學物質。在高劑量下，它們會與人體中產生某些激素所需的碘離子競爭，從而導致甲狀腺問題。這對發育中的胎兒和兒童來說可不是好事。

因此，我們更傾向于更悲觀的看法。當人們談論太空時，通常會對他們在地球上絕不會接受的條件異常寬容。想想看，如果你打算生孩子，并在尋找一處宅基地，而一個地產經紀人對你說：“這里很不錯，不過我必須告訴你，這片土地的表面含有對兒童有害的高濃度化學物質。而且它們還會被可食用的植物吸收，所以在你種植菜園之前，我建議你先把這些高氯酸鹽轉化成氧氣。”你會怎么想？

火星的塵埃活動比月球要頻繁得多。1971年，第一個火星探測器“水手 9 號”接近火星時，科學家們驚訝地發現，火星的紅色表面似乎變成了一個平滑的圓盤，原本應該是球形的星體看起來卻像是一個平坦的盤子。原來，除了極地區域和高聳的火山峰之外，整個火星都被一場巨大的塵暴所籠罩。

令人震撼的是，從人類的角度來看，火星的大氣層非常稀薄——其氣壓只有地球的 1%，并且幾乎完全由二氧化碳組成。然而，塵暴卻仍能頻繁在火星上掀起巨浪。這也意味著，如果你走到戶外，不僅會像在月球上一樣迅速死去，而且還會不斷面臨天空被有毒塵埃遮蔽的危險。

這將使人類不得不待在室內。不幸的是，他們的戶外設備，比如太陽能板，在被有毒的風化土覆蓋后效能將大為降低。即使沒有塵暴的情況下， 光伏設備在火星上的性能也無法和地球上的相同緯度地區相比。太陽光遵循平方反比定律，離太陽每遠一倍，亮度就會減少 1/4。火星上單位面積的日照量不到地球和月球的一半。

這就引出了移民火星的最大難題：距離。除非有某種超前的推進技術，否則一趟單程旅行將耗時大約半年時間。也就是說，你將在一艘狹小的飛船上度過 6 個月的時光，而這期間你既無法品嘗到新鮮的蘋果，也無法與法比奧實時通話。而且，你還需要帶上充足的物資，包括夠用 6 個月的食物、 水、內衣和牙膏，其中任何一項都不能有所缺失。假如途中發生了什么意外， 要想返回地球將會異常困難， 因為前往火星的旅程本就需要極度節省燃料。 通常情況下，前往火星的計劃是這樣的：

簡單來說：你會以高速離開地球，在太陽的牽引下逐漸減速。當你抵達目的地時，你的外向動量剛好耗盡，這時你需要燃燒少量的推進劑，轉而進入火星的軌道。現在，你可以安心地松一口氣，因為此時地球已經在其較短的環繞太陽的軌道上超越了你的位置 。

即便是首次火星之旅，離開地球的總時間也將達到兩至三年。一旦你開始旅程，直到地球和火星再次接近對齊，你都無法回到地球。這種情況充滿風險。當“阿波羅 13 號”任務的服務艙在 前往月球的途中發生爆 炸時，航天員能幸存下來，部分原因是物理學提供了一條非常 短的“自由 返回軌道” ， 他們只需要耗費極少推進劑就 能返回地球。

若在火星使用這種軌道， 你返回地球的時間將會超過一年 。在月球上， 如果出了問題，你還可能通過來自地球的飛船或利用逃生艙得 到營救。但 如果在火星上出現了問題，很可能就只能依靠自己了。

在火星上，你甚至無法通過實時電話協助進行手術或修復工作。當火星和地球相距最遠時，信號的單程傳輸時間需要 22 分鐘。最短時，也需要 3 分鐘。

和月球一樣，火星上似乎也沒有具有經濟價值的礦物可供出口到地球。 我們有時會在提案中看到氘的身影，這是一種在火星上濃度較高的氫同位素。然而，這比月球上的氦 -3 更為不現實，因為火星離我們更遠，其經濟價值更低，而且地球上也能較容易地獲取氘。還有人表示，在火星上可 能會發現稀有元素，因為火星尚未經歷過幾千年的人類開采。然而，我們 并不知道這些元素是否容易獲取，即使知道， 也不意味著能夠立即在火星 上進行稀有元素的開采。

因此，即便在熱衷火星移民 的人群中，火星投資計劃的回報也往往集中在服務而非商品上，例如旅游、科學研究和媒體銷 售等。去往火星可能需要卓越的科學和精湛的工程技 術，但想要用這個計 劃來賺取利潤，恐怕只有真人秀能夠助你一臂之力。

這就是火星的基本情況。除了在月球上會碰到的各種問題，火星還有毒塵暴和單程半年的飛行時間。那么，為何還有那么多人認為火星是人類理想的第二家園呢？

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支持在火星上定居的理由

好吧，火星的地理位置也許不是那么完美，但其在園藝方面的潛力卻不可小覷——當然，前提是得先將所有的毒素從土壤中清除干凈。但你看，火星擁有你最喜歡的所有元素：氧、氫、碳，甚至連氮也不缺！大量的水資源被鎖在火星冰蓋中。火星的冰蓋中蘊藏著豐富的水資源，即便你向南行至更遠的地方，地下的水資源依然相當豐富，而且大氣中也含有微量的水分。這比從石頭中提取水，或者和杰夫·貝佐斯爭奪冰凍的氨化湖泊要容易多了。

雖然火星的大氣中 95% 是二氧化碳，但這只對人類有毒。植物非常喜歡二氧化碳，它們用二氧化碳來構建自己的身體，并且還能釋放出游離氧。還有薩巴蒂爾原理，你可能沒聽說過，但火星移民愛好者們倒是對此了如指掌。如果在一個太空移民會議上大聲背誦反應物的名稱， 一定會有人回答相對的反應產物是什么。

只要加入二氧化碳和氫氣，就可生產出甲烷和水。在緊急情況下，充分的水資源能夠保你三天內不會脫水而死，但從長遠看，甲烷可能更具價值。如果你感覺對甲烷非常熟悉，那是因為它是腸胃脹氣里常見的成分。不同于人們的普遍看法，實際上甲烷是無味的。另外，甲烷可以與氧氣反應后燃燒，因此可以用來為火星探測車以及定居點提供動力，同時，甲烷在液體形態下也是一種優秀的火箭燃料。如果你是火星的首批探索者之一，那么主要任務之一可能就是進行化學反應，為返回地球的旅程積累甲烷。

雖然所有這些聽起來并不輕松，但與月球相比，火星上的條件要好得多。在月球上，絕大部分氧氣都封存在巖石中，大部分碳則都堆在排泄物收集袋中。而在火星上，氧氣和碳都飄浮在空中。雖然火星表面仍然缺乏某些元素，但我們需要的其實只是微量的這些元素。你可以更容易從地球運送鉀、硼和錳這些元素，這比起運送一整個農場的碳要容易得多。

火星的氣候意外地宜人，至少對于太空標準而言是這樣。通常來說， 如果我們到一顆行星上，最常見的命運不是被烤熟，就是被凍僵或壓扁。但在火星上，雖然全球平均溫度為零下65℃,冬天兩極的溫度可降到零下140℃,但不至于把人凍僵。舉個例子，1983年南極的東方站記錄到的最低溫度是零下89℃。而在火星靠近赤道的地區，夏天的溫度大約可以達到21℃或 70°F。加上與地球相似的 24.7 小時日夜周期，這里簡直就像是我們的另一個家園——盡管外面有無邊的荒涼風景和會籠罩整個世界的毒素風暴。

雖然火星與地球相距甚遠，但作為發射點，它確實具有一定的地理價值。我們對小行星采礦業的前景持保留態度，但未來如果人類有能力從處理小行星中獲利，火星就顯示出其獨特的優勢。火星靠近主帶小行星，其 40%的地球引力和稀薄的大氣層將使火箭發射比在地球上容易得多。或者，如果可以實現，在火星的小衛星上發射是更為理想的選擇。

在一些設想中，這將形成一個三利互換的循環——將高科技產品從地球運送至火星，火星再將食品和其他低科技資源運送給小行星帶上的工作人員。在小行星上，人們開采金屬等有價值的原材料，然后運送回地球。當然，屆時我們需要制定非常嚴格的規則， 以防止有人將 100 噸的金屬塊直接擲回人類的發源地。

火星上沒有月球那樣的稀缺地產——不過，這主要是因為火星上有更多的好地方可供選擇。不同的探索計劃關注不同的地區，關鍵問題是，我們應該選擇前往水冰豐富的寒冷極地，還是前往可能需要挖掘地下水資源的溫暖赤道？或許可以選擇前往火星的熔巖管。盡管它們不如月球上最大的熔巖管那樣龐大，但仍然比地球上的熔巖管更為壯觀。

或者，應該去尋找火星上可能存在的另一種東西，這種東西非常有價值，可以證明我們有理由為開發近期定居點而花費巨資——外星生命。直到 1968 年， 阿瑟·C.克拉克在他的著作《太空的承諾》中寫道，“……植物生長的證據令人印象深刻”。不過后來證明，火星上季節性擴張的黑暗區域并非植物，而是塵暴。

20世紀70年代， 在“海盜號”探測器的一項實驗中， 科學家們將一種營養液添加到裝有火星土壤的容器中，結果立即產生了生命的化學跡象，這再次燃起了人們的希望。自那以后，人們對這一現象的意義一直爭論不休，主流觀點認為，考慮到反應的高速度，這種現象更可能是化學反應而非生物反應。盡管隨后的火星探測確實未能檢測到生命的存在，但發現了豐富的證據，表明火星在過去曾擁有一個溫暖濕潤的環境， 至少在那時，我們所知生命所需的條件曾經存在過。

如果火星上的某個地方還有生命存在，熔巖管可能是它們最后的避難所。如果這是真的，我們可能終于有機會接觸外星生命，檢驗它們的營養價值。但問題在于，盡管火星的微生物可能價值連城，但如果我們不慎消滅了我們所遇到的唯一的外星生命，那風險也是巨大的。因此，我們有充分的理由慎重考慮是否移民火星，或者至少在極其謹慎的情況下才考慮移民。

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誰想去火星？

……幾乎每個想要進行太空移民的人都想去。火星是人們最常提議用于太空移民的地點，主要有兩個原因：第一，它擁有我們所知的生命所需的一切生存條件；第二，太陽系的其他地方相比之下要糟糕得多。雖然太陽系廣闊無垠，但真正適宜人類居住的地方卻少之又少。如果你將月球和火星視為人類文明可選擇的未來家園，那么火星的土地就占了80%。

在遙遠的未來，我們有可能對火星進行地球化處理，也就是改造它的氣候，使其更適合人類居住。有人提出可以使用巨型核武器或改變天體的軌道，讓其撞擊火星的兩極冰蓋，將水蒸氣釋放到空氣中，產生溫室氣體效應。通過這種方法，我們可以使火星變得更溫暖、更濕潤，為引入植物創造條件。將來，這可能會成為一個人類不穿壓力服就能外出的世界。

不過，我們并不打算過多探討這一點，因為這種技術在未來很長時間內都不太可能實現，而且，使用核武器和巨大天體來永久改變唯一適合定居的行星的氣候，勢必會引起一系列復雜的國際法問題。但是，如果你認同我們之前的觀點，即“等待，然后大舉前進”是太空移民的正確道路，那么火星地球化無疑是這一目標的終極版本。

說到頭，月球和火星是目前的最佳選擇。但是正如我們在探討太空醫學時所談到的，微低重力環境可能會導致嚴重的長期生理問題。如果是這樣的話，下一個最佳選擇很可能就是在太空中建造巨型的旋轉空間站。

本文摘編自

《在火星買房：太空移民計劃的可行性分析報告》

作者:[美]凱利·韋納史密斯/[美]查克·韋納史密斯

出版社:北京聯合出版公司

譯者:王瑀/譚雯文

出版年: 2025-2

編輯 | 土豆苗

圖片來源｜《火星救援》、書中原圖

主編 | 魏冰心

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