火星能否成为人类新家园?来场思想实验

几十年前,人类似乎注定要迈向星辰,但我们所做的不过是在近地轨道上往返折腾。如今,美国、中国和其他国家都把目光投向了月球,月球可能成为通往火星的跳板。美国国家航空航天局(NASA)把 2030 年代的目标设定为火星,但太空探索技术公司(SpaceX)热衷于直接向这颗红色星球发射火箭,埃隆·马斯克(Elon Musk)也常常琢磨建立一个殖民地。访问火星是一回事,但我们能在那里殖民吗?一些技术和生物方面的问题仍未得到解决,但这部科幻小说里的情节或许在我们有生之年能够实现。让我们探索一下当前的科学状况,看看我们是否能够在火星上殖民。

那么,我们已经到达了火星。也许星际飞船超出了预期,经常将殖民者送往这颗红色星球,或者也许美国国家航空航天局(NASA)或加拿大航天局(CSA)以不同寻常的速度在火星上建立了第一个前哨站。不管我们如何到达那里,我们都需要应对一个不友好星球的环境。火星有一层稀薄的二氧化碳大气层,无尽的尘土飞扬的地貌,重力约为地球的三分之一。人类真的能在火星上生活吗?

在一个完美的情形下,我们会让火星变得更像地球。然而,改造另一个星球所需的技术甚至比在火星上建造一座城市更像是科幻小说。埃隆·马斯克又提出了一个古怪的建议,他曾提议我们对火星的极地区域进行核打击来加厚大气层,但问题不止在于大气层。火星没有磁场,这意味着大气层将不断被太阳风剥离。

磁场的缺失还意味着殖民者会暴露在强烈的辐射中,其辐射量高达地球上的 700 倍。任何在火星上生活的人都必须采取极端预防措施来限制辐射暴露。栖息地可以建在地下或有屏蔽以减少暴露,但任何到地表的短途旅行都像是做一次胸部 X 光检查。多年来,患辐射病和癌症的几率会变得相当高。

建造一个能保护居民免受辐射的定居点,这会是一项艰巨的任务,即使拥有可运行的星际飞船舰队的 SpaceX,可能也难以运送所有必要的建筑材料。这就是为什么美国国家航空航天局(NASA)和其他机构一直都在研究月球以及其他地方的原位资源利用(ISRU)。该机构已和各公司合作,借助模拟的火星和月球风化层来建造 原型栖息地。NASA 已计划 向月球运送 3D 打印机来测试这些建筑技术,不过按照阿尔忒弥斯计划的发射速度,这在 5 到 10 年内都没法实现。

就算有一个防护到位的住所,或许是用火星本身的材料建造的,你仍然得应对物理问题。生活在一个重力仅有地球三分之一的星球上,听起来或许很有趣,但是可能会有不好的副作用,这只是该星球质量导致的——没法解决。在“毅力号”着陆之前,我们和 JPL 的亚当·斯特尔茨纳聊了聊,他说我们在低重力环境下关于人体生理学的数据特别少。你的 眼睛可能会变形,你的肌肉会萎缩,你的脊髓和淋巴液可能无法正常流动,而且可能会有在地球上未见过的新的妊娠风险。我们甚至都不知道在没有正常地球 重力的情况下,骨骼能不能正常生长和愈合。如果人类在火星上不能快乐、健康和富有成效,那去火星又有什么意义呢?

虽然我们可能很快就会有能把大批人员和重型有效载荷送往火星的火箭,但是能让这些人在火星上安全生活的技术还远着呢。我们甚至可能还没有意识到一些 我们必须解决的生理问题。

回到埃隆·马斯克这儿,尽管他有夸大其词的毛病,但他可能有法子在火星上给人类建造家园。马斯克曾提出过雄心勃勃的时间表,声称 SpaceX 可以 在 2020 年代在火星上建立一个殖民地。星际飞船在本十年后期成为主力火箭是有可能的,但在那个时候把任何人送到火星都是不明智的。运输只是第一步。

对于所有有关在另一个星球进行殖民的奇妙冒险的讨论,很少有人愿意在一个干旱且具有放射性的沙漠里的所谓美化帐篷中度过余生。用于火星殖民的建筑、制造和医疗技术目前根本不存在,并且可能永远都不会出现。我们可能会发现,人类永远无法在像火星这样的星球上安全或舒适地生活。

在我们对这颗红色星球的探索达到一个新的里程碑——载人任务之前,我们只能说“也许”。一旦我们了解到人类在短期火星探险中的状况,我们便可以着手规划长期居住事宜。如果我们幸运的话,美国国家航空航天局的载人着陆或许会在 10 至 15 年内实现,但该机构的月球计划已然滞后,而月球是通往火星的跳板。不过,我们不能排除世界上最富有的人会更快地将一些冒险家送上火箭的可能性。