火星为什么是人类迈出地球的下一站？

“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮中”

----人类航天先驱 齐·奥尔科夫斯基

在之前的介绍中，我们了解到太阳系内四颗气态行星和金星、水星等天体并不值得载人探测，通过排除法太阳系内仅有火星适合开发。那么，我们就将通过本文直接论证火星为什么有足够多的条件能满足开发的需求。

人类未来的行星际基地开发需要至少达到这些条件：充足的水源、空气、能量、土壤和元素，能庇护生命，易于实施航天开发。

整个宇宙中最适合人类的家园-地球©️NASA

水是生命之源，也是人类深空探测研究中最重要寻找目标之一。人类探测火星已有60年历史，目前依然有8个环绕器、着陆器和巡视器在火星工作，它们发现火星水资源可以用“丰富”（当然，相对地球是贫瘠的）一词形容：火星全球浅层土壤普遍存在2-3%的水分，火星表面在夏季甚至出现液态卤水流动，南北两大极冠地区蕴藏着超过地球格陵兰岛的水冰含量，火星底部可能蕴藏巨大的液态水湖。对于小规模人口而言，已经足够。

火星拥有巨大的极冠，主要由底层水冰和上层干冰组成，深入南极地底有疑似地下水湖©️NASA

空气是火星的弱项，火星表面大气密度和气压等普遍不足地球海平面的1%，接近真空。但这并不让人绝望，它的空气中约96%是二氧化碳，极地地区更是一望无际的干冰，这是人类可以利用的资源。无论是未来农业开发可以作为天然“植物肥料”，还是通过化学反应制氧气或甲烷等火箭燃料，都将是重要的资源。

火星附近的太阳辐射强度平均仅有地球附近的44%，但它依然处在太阳系内宜居带附近，行星温度适宜，允许液态水的存在，有可能孕育生命。在火星探测过程中，太阳能依然是各个任务的主流能量来源，例如天问一号的环绕器和巡视器就主要依靠太阳能帆板工作。虽然偶尔的沙尘暴会影响地面上巡视器的能量接收，但也能通过电池提前储备预防。此外，人类还可以使用核能，已经应用在了好奇号和毅力号火星车，目前还在研究更复杂的小型核电设备。

天问一号环绕器和巡视器主要能量来源都是太阳能

火星和地球同为岩质行星，演化历史和发展规律类似。虽然火星上极度缺乏有机物，但其他元素构成与地球条件类似，这也成为人类开发火星的重要前提。对于未来的人类火星基地建造规划，可以提前发射无人3D打印探测器先期抵达，通过远程遥控和就地取材建造未来家园。

火星相对地球体积较小（15.1%）、质量较小（10.7%）、引力较小（37.9%），表面积也较小（28.4%）。由于火星上没有海洋，总的表面积和地球上的总陆地面积是基本一样的，太阳系内最大的山峰和峡谷都位于火星，那里可能有海量的矿藏。这也基本意味着对于小规模的人类基地而言，人均资源远超地球。

利用火星作为人类未来迈入更远深空的跳板非常理想。它的逃逸速度约5.0千米/秒，远低于地球的11.2千米/秒，大气也非常稀薄，距离太阳更远、更少受到太阳引力的影响，这意味着在火星进行航天探测的难度大幅小于地球。同时，火星非常靠近小行星带，这里拥有太阳系内最容易开发的资源。例如，灵神星（16 Psyche）上的金属矿藏就能满足人类至少数百万年的开发需求。

地球磁场是庇护人类和所有地球生物的保护神©️ESA

然而，火星却缺乏了至关重要的一个因素：全球覆盖的稳定磁场。这也直接导致太阳风和宇宙辐射逐渐剥离了火星的大气，且总体上处在不可逆的继续流失中。这背后的重要原因在于火星体积太小，内核的热量逐渐流失，不像地球的熔融态、金属元素主导的地核可以激发强大的磁场，庇护全球。而重新激活火星内部，对于人类而言是不可能完成的任务。

封闭的地下和半地下式基地结合，也许是人类征服火星的最佳方案©️NASA

因此，全球改造火星的方案很不现实。最理想的方案是在火星表面就地取材，建立半地下甚至全地下式封闭基地，利用火星浅层土壤隔绝致命的宇宙辐射。更靠近地下，也意味着更容易发现水源、甚至好奇号等任务发现的简单有机物分子（甲烷），也有可能存在火星上的微小生命。

正因如此，人类进入航天时代后，行星际探测的最大目标就是火星。即便人类火星探测成功率仅一半左右，但人类但从未放弃。2020年7月的火星探测窗口，人类更有中国天问一号、阿联酋希望号和美国毅力号加入，共同迈向人类的下一站火星。

星辰大海之梦，人类永远在一起。

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