太空探索迎来投资热，人类登陆火星已是迟早的事了。美国航空航天局（NASA）计划在2030年左右将宇航员送上火星，SpaceX等一众私营航天公司也纷纷拿出自己的火星殖民计划。引起最大争议的荷兰“火星一号”计划已开始为首次单程火星登陆遴选船员。
不少人受到鼓舞，想要上火星度过余生。不过火星的环境对地球生命来说是不小的挑战。在火星建立定居点并确保殖民者的安全，除了天价的花费不说，工程和技术上也有很多挑战。
前往火星的运载工具并不难造，难的是确保宇航员在到达目的地之后健康生存的科技尚不具备——可能在未来很长一段时间也不会具备。对那些热切向往火星之旅的人来说，盲目前往的后果可能是各种悲惨结局。
死法一：着陆时摔死
假设你成功熬过了数月的航程，即将在目标红色行星着陆。恭贺之余，不得不提醒你一句：着陆有风险，落地需谨慎。
问题出在火星大气层上。火星表面大气密度仅为地球大气层的百分之一。在地球上降落的太空船尚需要降落伞来缓冲落地速度，着陆质量越大，就需要越有力的缓冲来防止飞行器撞向地面粉身碎骨。火星稀薄的大气层给飞行器着陆出了难题。若没有妥善的着陆方案，那么落地之时便是飞船坠毁之时。
（NASA设计的低密度超音速减速器概念图）
“如何穿过大气层降落到地表是一个严峻挑战。”NASA勘探任务规划处副主管布莱特·德雷克（Bret Drake）坦言。“凭借当前的着陆技术，我们只能在火星实现一公吨质量的安全着陆。要想实现火星殖民，这么小的单位远远不够，得需要更大的运载量才行。”
德雷克表示，要想在火星建立定居点并保证宇航员的安全生存，NASA需要单次20吨至30吨的运载能力。NASA为此提出了独特的登陆方案，名为“低密度超音速减速器”（Low-Density Supersonic Decelerator，简称LDSD）。外形酷似茶碟的LDSD表面附有可充气气囊，在着陆时增加与地面的接触面积，从而有助于实现在稀薄大气层条件下的平稳着陆。
可惜的是LDSD在地球上进行的几次模拟测试都以失败告终。殖民火星理想远大，但最基本的登陆问题已经让人类科学家伤透了脑筋。
SpaceX和火星一号也都豪言要把人送上火星，不过目前也都未拿出令人信服的着陆方案。
死法二：被冻死
假设你通过了第一关，活着站到了火星上。下面就请微笑迎来魔鬼气候的考验吧。
火星平均地表温度为 -62℃，听上去还不算太差，跟我们南极最冷时候差不多嘛。可是这只是平均地表温度，具体气温随季节、纬度和日照条件的不同而有极大波动，范围在30℃（赤道）到 -176℃（极地）不等。这意味着火星殖民者将面对人类前所未见的极度严寒。
（图为火星极地的冰盖，那里的气温低于 -130℃）
多年来在宇宙空间站的摸爬滚打让NASA积累了不少应对极端温差的经验。在白日日光的照射下，空间站表面温度可飙升至120℃ 以上，在地球背阴面时温度又会骤降至 -120℃。空间站和宇航服都使用特殊的热控系统来对抗极端温度变化。
不过这些系统是针对真空环境设计的，无法直接挪用到火星的大气条件。火星表面大气虽然稀薄，仍能对宇航服温度产生影响（类似地球上的风会降低体表温度）。显然科学家需要专门为火星条件设计一套温控解决方案。
死法三：饥荒饿死
（火星温室概念图）
火星生活好比南极露营，差别在于前者距离更远，条件更恶劣。探险者的食物和补给由其他大陆（星球）提供支持，而运送补给的频率不会太乐观。
往火星运送补给的行程需要耗时数月乃至一年之久。对火星探险家们来说，想办法在食物上自给自足是更实际的解决方案。征服火星之前，首先要搞定那儿的农业。
火星一号对此的解决方案是借助人工光源开展室内种植。项目网站上解释，定居点内80平米的土地将被开辟用于耕作，从火星土壤就地获取作物生长所需的水分，顺便循环利用宇航员呼吸产生的二氧化碳。
然而，MIT研究人员认为这一方案太过天真。
“单靠几名殖民者呼出的二氧化碳难以让基地种植的植物和农作物成活。”MIT航空航天工程师Sydney Do 说。“农作物将在12到18天内枯萎死亡。”单纯增加宇航员的数量也无法解决问题，因为二氧化碳是够了，但生产的粮食又不够了。
好在火星大气95%的成分为二氧化碳，那么通过技术手段从外界提取二氧化碳是否可行呢？火星大气虽然稀薄，但以整个星球的大气养活几亩地还是绰绰有余的。类似的气体提取技术正在地球上进行测试，未来能否应用到火星农业尚未可知。不过即便可行，大规模种植作物又会对宇航员赖以为生的氧气产生影响……
看来，在火星上种菜真的不是那么简单的事。
死法四：氧患（窒息or 醉氧）
在火星上开辟农场不单只是为了让殖民者自力更生填饱肚子，植物生长为定居点提供宝贵的氧气也是另一重要考虑。利用植物就地生产氧气比用太空船往火星运氧气罐划算得多。
研究显示地球植物或许能够适应火星土壤，但火星特殊的重力条件却无法在实验室模拟。就算植物生长不成问题，可这又会带来新的麻烦：足以养活那么多宇航员的作物会产生过多的氧气。没氧气万万不行，氧气太多了也不是好事。密闭空间内太多的氧气会导致宇航员氧中毒，还有可能引发爆炸。避免这些可怕事故的方法是人工将室内多余的氧气排放到室外大气中。人类掌握了很多方法从空气中分离氧气（比如低温蒸馏和变压吸附），但是这些方法能否在火星条件下操作还是未知。
虽然建造定居点所需要的技术在地球上都已实现，但它们都需要大量的人工参与，规模也十分庞大。要想实现在太空和外星环境下的量产使用，设备体积、成本和实用性都有待改进。
NASA 曾提出火星生态改造方案。将一些生命力顽强的细菌发送到火星，有机物同火星表面的岩石发生作用，产生氧气。最终实现火星生态大改造。
相比NASA 充满幻想色彩的设想，MIT 提出了用机械手段改造大气的方案。MIT 打造了一个名为“MOXIE”(火星氧气就地生产试验)的设备，将火星大气中丰富的二氧化碳转化为氧气和一氧化物。计划于2020年发射的火星登陆车就将携带一个小规模MOXIE 设备。一旦证明可行，MOXIE 将提供比植物造氧更便捷的大气改造方案。
（NASA 定于2020年发射的火星登陆车将携带一个小规模的MOXIE 原型机）
更惨：死在前往火星的途中
前面这些问题都建立在成功登陆的假设之上，还有一种死法更悲催：你可能还未抵达火星便遭遇不测命丧途中。飞船结构上的一丁点机械故障和太空垃圾乱入都有可能导致船毁人亡。此外，宇宙辐射也是航程中不可忽视的威胁。
近地轨道之外的太空里充满了宇宙射线（一种高能粒子）。宇宙射线能穿透飞船的舱壁，长时期暴露在宇宙射线下将给人体造成难以预估的影响。
科学家实验发现长时间接受辐射会让小鼠大脑神经结构发生改变，记忆和认知功能严重受损。这无疑给人类宇宙航行的热情蒙上一层阴影。
更令人惊恐的是宇宙射线会导致人体患癌几率升高。目前NASA 会对每个宇航员受辐射的情况进行监控，一旦哪位宇航员患癌几率增加3%，为了保险起见，NASA会让他终止任务返回地面。
地球磁场能够部分地减少宇宙辐射对太空站和宇航员的危害，患癌几率3%的增长需要很长的时间才会发生。但是在长达一年的太空旅行中可没有磁层来确保乘客的安全。另外，一部分宇航员可能具有更高的辐射易感性。
“由于女性通常比男性寿命更长，NASA 模型预测在相同的暴露剂量下，女性宇航员更易在余生中患上癌症。”国家空间生物医学研究所（NSBRI）副首席科学家Dorit Donoviel 说。鉴于火星航程期间恐怖的辐射累积量，科学家不建议女性前往火星。
未来是光明的
不管你乐意与否，以上这些论述向我们展示了要殖民火星，首先要克服多少困难。NASA 承认自己的技术储备尚不完备，虚心向大众征集火星登陆方案。其所设立的“火星之旅”（Journey to Mars Challenge）竞赛悬赏5000美元奖金吸引大众为火星登陆出谋划策。参赛方案要求涵盖庇护场所、食物、水源、可呼吸空气、通讯、锻炼、社交还有医疗等诸多方面，NASA 也鼓励参赛者在以上范畴之外提出创造性构想。
SpaceX 于2016年9月公布了自己的火星移民计划：用1000艘飞船将100万人送上火星，每人票价收费20万美元。SpaceX 老板马斯克的最终目标是建立火星都市，让成百上千的地球人成为星际居民。届时还会为他们提供往返火星与地球之间的星际航班。整个计划预计在十年内完成，不过马斯克也表示具体实现的时间可能会延后。马斯克披露这个计划时，没有透露明确的资金预算和具体操作，也没有得到政府的正式批准，因此被批评者讽刺为“科幻小说梦”。
荷兰 “火星一号”已在全球数以万计报名志愿者中选出包括二名中国人和五名英国人在内的首批登陆候选人，并信誓旦旦表示将在2025年之前实现火星登陆。
对于这些民间私企大跃进似的豪言壮语，NASA 官员查理斯·博尔登（Charles Bolden）建议他们还是谨慎为上，称没有 NASA 和政府的支持，商业机构不可能登陆火星。
人类在火星上的生存能有多艰难？这个问题在去年好莱坞电影《火星救援》中得到演绎。片中马特·达蒙饰演的倒霉宇航员被一个人留在火星。面对所剩不多的补给和遥遥无期的救援，迫不得已在火星上种土豆续命求生。原著作者安迪·威尔（Andy Weir）通过这个故事警告人们，即便所有的技术都已具备，仍无法保证一次完美无差错的星际任务。
尽管在作品中描绘了最糟糕的情况，威尔却对人类登陆火星保持乐观。“我不认为人类当前的技术能完成登陆火星这么庞大的任务，”他说。“但我们终将实现它。”
本文来源：网易科技报道
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