我们真的有必要移民火星吗?
先说结论
人类在未来100年内,都不具备大规模移民火星的能力,但这也许是件好事,原因且听我细细道来。

首先可以肯定的是,火星的环境本身就极其致命,那里的大气极其稀薄,气压不到地球的1%,几乎是真空状态,如果你胆敢不穿宇航服就暴露在外,你舌头上的唾液都会瞬间沸腾,无处不在的宇宙辐射会持续轰炸你,让患癌风险呈指数级飙升。

更别提那令人难以置信的严寒了,平均气温低至零下52摄氏度,在极地的冬夜甚至能降到零下88摄氏度。
当然,凡事有利有弊。在火星上,你的体重只有地球上的三分之一,但这好处的代价是,你的肌肉和骨骼会在短短几个月内迅速萎缩

为了让你更直观地感受火星的敌意,我们来做个思想实验:假设你没穿宇航服就站在火星表面,会发生什么?
15秒内,你会因缺氧昏迷,同时,极低的气压让你体内的水分开始“沸腾”,身体急速肿胀,肺部瞬间瘪掉;血液甚至会在血管里“沸腾”,大约60到90秒后,和这个宇宙说再见。

火星上还有可能持续数月的全球性沙尘暴,它们能彻底遮蔽天空,让能见度降到几乎伸手不见五指,火星的尘埃尤其“阴险”,它们是含有毒性高氯酸盐的微小尖锐颗粒,极易渗入机器、宇航服,最终不可避免地进入我们的肺部。

然而即便现实如此骨感,也仍然有一些人兴致勃勃要移民火星,早在2016年马斯克就宣布要在本世纪50年代殖民火星,计划运送一百万人,但到了2025年,这个目标看起来愈发遥远,作为关键运输工具的星舰屡遭延误和测试失败,首次完整轨道试飞直到2023年才姗姗来迟,后续测试也暴露出严重的可靠性问题。

同样被视为登陆火星“跳板”的NASA重返月球计划,阿提米斯计划,也一再推迟,原定目标早已过去,如今二号任务推到2025年,三号任务更是延至2027年,要知道,这还仅仅是去近在咫尺的月球!
只能说人类还是太乐观了,还记得1969年首次登月后,NASA曾预测80年代就能建成永久月球基地,2000年就能载人登陆火星,这些最终都化为泡影或被大幅缩减,因为技术难度实在是太大了。

地球到火星的平均距离约为2.25亿公里,以现有技术,单程就需要6到9个月,漫长的旅途中,宇航员不仅要忍受狭小空间的幽闭,持续暴露在危险的宇宙辐射下,还得面对与地球完全隔绝、无法获得即时援助的困境。

一旦发生医疗或技术紧急状况,根本没有撤离或快速补给的可能。由于距离遥远,与地球的通讯延迟长达4到24分钟,这意味着没有实时视频通话,没有在线娱乐,更没有紧急情况下的即时指导。
所以我们为什么还痴迷于建立火星殖民地呢?

很多人给出的答案是,万一地球被我们搞砸了,还有个“备份”,但这是一种危险的幻想,它会分散我们的精力,试想:如果我们真有能力在火星上建造完全封闭、自给自足的生态圈,为何不先在更容易、成本更低的戈壁沙漠或南极洲实践呢?

行星学会联合创始人,路易斯·弗里德曼,将移民火星的热情,比作上世纪人类对海底或南极殖民的幻想,那些最终都未实现,他指出,尽管南极拥有可呼吸的空气、正常的压力和辐射水平,我们至今也只是在那里建立了几个科考站,远谈不上移民开发,水下世界更是如此。

上世纪90年代的“生物圈二号”实验,让8个人在一个模拟太空殖民地的封闭生态系统里生活了两年,结果困难重重:氧气骤降、食物短缺、昆虫死亡、人际关系恶化,在地球上尚且如此艰难,我们又怎能在条件恶劣百倍的火星上成功呢?
也许你会说:“科技总会进步的”

没错,但有些物理定律和生理限制,并非靠聪明才智就能轻易跨越,比如辐射,最新的动物实验表明,长期暴露在这种辐射下会导致严重的神经损伤。即使住在地下或有屏蔽的基地,你也总得出门吧?

每一次外出都是在“积攒”风险。太空医学专家雷切尔·兰斯博士的研究指出,即使有最好的防护,火星殖民者的预期寿命也可能因辐射累积而缩短15到20年,这还不算认知损害、心血管和免疫系统问题,以及类似早发性阿尔茨海默症的风险。
再谈谈繁衍后代。在火星生儿育女?

近期的轨道实验表明,微重力对哺乳动物胚胎发育极为不利。太空妇科专家瓦莎·杰恩博士直言,现有数据表明,没有极其复杂的医疗干预,人类在火星怀孕可能根本行不通。即便孩子侥幸健康出生,在仅有地球38%引力的火星上长大,他们的生理结构将完全适应低重力环境,可能永远无法承受地球的“重负”,只能在火星上生活一辈子。

即便是经验丰富的宇航员,从长期太空任务返回地球后,也要经历一段痛苦的适应期,饱受恶心、眩晕、虚弱的折磨。斯科特·凯利等长期驻留太空站的宇航员,甚至出现了认知能力下降和基因功能改变等长期影响。
我们尚不清楚在低重力环境下生活数年乃至数十年,会对人体产生何种不可逆的改变。所以对于火星殖民者,尤其是火星土著而言,回地球可能是一道无法逾越的鸿沟。

火星上的日常生存本身就是巨大的挑战。食物和水的获取极其困难,为了靠近水源,必须得选择高纬度地区,但那里冬季更寒冷、日照更少。种植作物需要对抗辐射,还得处理有毒的火星土壤。很可能需要建造地下水培农场,配备特殊照明和转基因作物,而最新的探测数据表明,火星上的水比我们想象的更难获取。即使未来能研发出针对火星环境的医疗技术,恐怕也只是“治标不治本”,需要持续的照护。

心理上的煎熬同样不容忽视。谁愿意永远生活在依靠抗抑郁灯照明的地下掩体里,吃着紫外灯照射下长大的生菜,谁能忍受永世无法呼吸户外的新鲜空气,无法感受风吹雨淋,无法亲近自然,每一次穿上笨重的宇航服外出,都意味着稍有不慎就可能在几十秒内丧命。没有蓝天白云,只有一成不变的红色荒漠和铁锈色的天空,这种与世隔绝、危机四伏、单调乏味的生活,对人类的心智来说是极大的考验。

资源更是捉襟见肘,提取和净化含毒的冰水需要巨大能源。而火星上的太阳能效率本就只有地球的40%,还时常被沙尘暴遮蔽。核能或许可行,但适用于火星的小型核反应堆技术尚未成熟,运输和部署也困难重重。
据麻省理工学院估算,维持一个火星殖民者生存,需要从地球运送约50吨的物资和设备,成本高达天文数字。就连呼吸的氧气,也得依靠像“毅力号”上MOXIE那样的小型设备,辛辛苦苦地从稀薄的二氧化碳中提取。

面对重重困境,有人提出“地球化改造火星”的大胆设想。但这被科学研究证明,即使技术可行,也至少需要一万年才能初步形成可呼吸的大气,而且由于缺乏磁场保护,这层大气也会被太阳风逐渐剥离。
至于制造人工磁场、撞击小行星、架设轨道反射镜等方案,更是远超当前乃至可预见未来的技术能力,如同天方夜谭。

但这绝不意味着我们要停止探索火星,停止探索太空,恰恰相反,我们应该继续发射探测器、火星车,甚至在未来二三十年内实现载人短期考察。建立类似南极科考站那样的临时性、轮换制的火星研究基地,利用轨道空间站作为中转和遥控中心,发展虚拟现实技术让地球科学家身临其境般地操作火星机器人,这些都是切实可行且极具科学价值的。

这种更现实、更可持续的探索方式,循序渐进地积累技术和知识,或许在遥远的未来,才能真正为人类在火星的永久存在奠定基础。

所以殖民火星即便终将实现,也将是一个极其漫长、循序渐进的过程,绝非科幻大片里的场景,它需要跨越世纪乃至千年的努力,在此之前,我们最应该做的,是专注于眼前可行之事,最重要的是,倾力保护这个我们唯一已知、确定适合我们生存的蓝色星球。
正如卡尔·萨根所言:目前,地球是已知唯一孕育生命的世界。