不要只寄望于马斯克，移民火星，让我们一起努力把火星变家园

＃我们距离移民火星还有多远＃

中国祝融号火星车成功登陆火星。接下来，中美预计将于2031年左右实现火星取样返回。紧接着，就是令人期待的载人登火了。

那么，我们人类什么时候才能移民火星呢？不要觉得很远，在大家有生之年，一定能看到进展。不过最终实现，这需要几代人的努力。

佰思科学：火星变家园

人类登上火星之后，下一步就要改造火星的环境，使火星变得宜居，最终能让火星成为地球之外的人类第二个家园，这就是所谓的火星地球化。

地球化后的火星

现在的火星，最大的问题就是大气压力太低。火星地表的大气压不到地球海平面的1%，相当于地球大气层中距离地面30公里高度的大气压力。这么稀薄的大气，造成宇航员必须穿加压气密的太空服才能在火星表面活动。这是因为有个阿姆斯特朗极限，当大气压低到一定程度的时候，即低过0.0618大气压时，人体内的水会在体温下沸腾，于是你身体里的水很快就开了，然后人就没有然后了。。。

U2飞行员穿着类似于宇航服的飞行服

在地球上，阿姆斯特朗极限的高度大约是19000米左右。因此，要做高空飞行的飞行员必须穿上加压密封的高空代偿服才能飞行。比如美国U2侦察机的飞行高度通常保持在7万英尺，即大约2万1千米，因此U2飞机的驾驶员要穿着类似于宇航服的飞行服。

早期的火星

因此，火星地球化的第一步，就是要提升火星的大气压。其实远古时期的火星，由于火山喷发等原因，有着浓密的大气，据认为大气压力与地球相当。而且气温比较高，在火星表面还有大面积的海洋。如果能恢复到早期火星的状态，火星就是宜居的。在40多亿年里，火星失去了超过99%的大气，这又是怎么回事呢？

太阳风吹散了火星大气

原来，火星在大约42亿年前，突然间失去了磁场，原因至今不明。失去磁场保护之后，太阳风粒子逐渐剥离了火星的大气。不仅火星大气散发到了太空，火星也在失去它的水分。根据NASA的估计，在40亿年间，火星丧失了厚达33米深的水。磁场的消失是火星环境逐渐变得恶劣的根本原因。

用小行星或彗星撞击火星，充实火星大气

要想解决火星的大气问题，有很多种建议，比如将小行星或者彗星拖过来撞向火星。很多太阳系外围区域的小行星据认为含有大量的氨（NH3），而氨是一种温室气体。还有人建议向火星释放甲烷（CH4），甲烷也是一种温室气体，二者都能帮助提升火星的气温。且不说把太阳系外围的小行星拖向火星有多难，由于缺乏磁场的保护，任何向火星注入的气体都会散失掉，相当于白费劲。

拉格朗日点

假如换一种思路，为火星重塑磁场又如何呢？2017年，NASA提出了一种可行的为火星提供磁场保护的办法。在火星的拉格朗日点L1位置，距离火星大约1百万公里（320倍火星半径），放置一个巨型超导电磁铁，用它形成的磁场来保护火星。所谓的拉格朗日点L1，是火星与太阳连线上的一个点，由于火星和太阳引力的共同作用，这个点上运行的物体可以处于相对于火星的稳定状态。拉格朗日点一共有五个，可以与太阳和火星一起同步旋转。

拉格朗日点

显然，在L1点的电磁铁必须要足够大。由于使用超导线圈来制作，通电之后电磁铁的运转可以维持好多年。不过问题在于，为了对火星全球提供保护，可想而知这样的电磁铁得有多大。有人做了计算，发现电磁铁线圈的重量和线圈的磁场强度的二次方成反比，和线圈直径的三次方成反比。现在最强的超导磁场还不到100特斯拉。假设未来能实现1000特斯拉的磁场，做一个1000公里直径的线圈，电磁铁的重量为10万吨级。

L1点的人造电磁铁保护火星

不管怎么说，这是迄今为止改造火星方面最令人感兴趣的想法。从纯技术角度而言，虽然当前并不具备实现的可能性，但随着人类技术的进步，这样的实现方式并不是遥不可及的。有人还细化了前述思路，比如考虑过滤紫外线，如何更好地保持稳定等等。甚至有人估算建造费用为2000亿美元。不管你信不信，反正我是不信。

改进版火星磁盾

一旦解决了磁场问题，火星的状态就会向好的方向转化。据研究认为，火星恢复了磁场保护之后，火星两极处于固体状态的二氧化碳干冰，就会升华，从而提升气温。假如大量二氧化碳被释放到火星大气的话，火星的气温有可能升高10℃之多。当然，对于火星全球-63℃的平均气温来说，这还远远不够，不足以让火星上的大量水融化。

火星轨道上的巨型反射镜

于是又有人建议，在火星轨道上建造巨型反射镜，加热火星南北极区域，让那里的干冰和水进一步融化。当火星大气中有水汽的时候，其实水汽也是一种温室气体，火星的气温会再度上升。当然，还有更简单粗暴的办法。比如马斯克，就建议用氢弹在火星上炸，可能比建太空反射镜便宜。

氢弹轰火星

总之，为火星提供磁场保护是第一步，提升火星大气密度和温度是第二步。这两步完成之后，就可以进入下一阶段：在火星上引入地球生命进一步改造火星。科学家经过研究，认为地球上有些生命或许能在火星的严酷条件下生存下去。在火星得到磁场保护，气温升高之后，会有更多的地球生命能在火星繁衍。一个重要的候选物种就是蓝绿菌。

蓝细菌

据认为蓝绿菌是地球上最早具备光合作用能力的物种，出现于约27亿年前，甚至35年前。在蓝绿菌出现之前，地球上的大气层中缺少氧气。蓝绿菌通过光合作用将二氧化碳分解为氧气，大大提升了地球上的氧气含量。当前的火星大气也缺少氧气，但火星上并不缺二氧化碳。蓝绿菌在火星大量繁殖之后，可以为更多物种登陆火星打下基础。在这些生物体的帮助下，火星会变得越来越暖和，越来越像地球。

蓝绿菌就是常见的绿色水藻

因此，将火星改造成人类宜居的第二家园，并不是纯粹的科学幻想。或许在未来的几百年中，人类就会启动火星的地球化改造工作。我们未必能有机会到访甚至定居火星，但我们的后代一定有这样的机会！

＃全能创作家＃＃