未來，我們如何在火星生存？

人類邁向未來的下一站，就是火星。

/整體改造，癡人說夢

火星的全球化改造是個美好的設想，但它是不可能實現的。結合此前所有的探測器研究成果，火星的基本情況並不樂觀：火星體積小，質量小，引力小，帶來的直接後果是散熱過快，很快失去了內部能量，這導致行星內部重要的“發電機”停止工作，進而磁場逐漸消失。沒有全球性磁場的後果非常可怕，太陽風緩慢將大氣剝離，導致目前的火星大氣只有地球大氣1%的氣壓。且火星地質活動已經極其微弱，幾乎沒有板塊運動，大氣成分也缺少足夠來源補充，大氣的流失也陷入了不可逆的過程，人類基本要放棄對它的整體改造。

/封閉基地，勢在必行

目前來看，火星封閉基地方案已經是各國必然選擇的方案。相比較不現實也不可行的火星整體改造方案，選擇基地方案顯然是唯一的選擇，它的最大優勢在於：全封閉，能完全產生跟地球一樣氣壓、溫度、濕度、光照等條件，不必受火星外部惡劣環境影響。

選址可以在北極和赤道之間的大平原地區，地勢較好。這裡水分含量較高（超過3%且靠近北極冰蓋），北極夏季時火星處於遠日點因此夏季很長，白天溫度可以達到20度。火星北半球富含火山岩而擁有足夠建築材料，奧林帕斯山和眾多高山附近由於長期火山噴發，帶來的材料也將是寶貴財富。火星重力低、土壤材料合適、地質條件穩定且風力低（風速快但大氣密度低，風的能量並不高），建造大型的地表建築並不困難。

採用半地下方式，可以實現最佳環境保溫、規避空間異塵餘生，最大限度利用挖出的建築材料、距離地下礦產水源等資源更近等。建築附近的地表可以開發成巨大的太陽能光田、核電基地、火箭發射場等。總體上將人類需要活動的區域集成化，也將人類活動可能產生的風險（例如火箭發射爆炸）與生活區隔離開來，最大限度提高空間和資源利用效率。

地下基地無疑是火星生活的最優方案 / NASA

/民以食為天

在實際生存中，民以食為天。在火星上幾乎不可能依賴天然的太陽光作為植物能量來源，例如一次持續全火星數月的沙塵暴可能長期阻止絕大部分太陽光直達火星表面，形成全球性的危機，火星基地的近乎密閉方式也不可能允許自然光照明甚至發展農業。

因而，火星基地中農業植物的能量必須來自人造光源，光源能量可以來自火星表面太陽能光田提前存儲的太陽能，抑或是來自核電、地熱（如果還有）、化學燃料等。每一種植物都有自己偏好的電磁波頻段，目前國際上的植物學研究已經在投其所好提供更適合某種植物的LED照明，其他可見光頻段則不予投放，大大降低了能源消耗。雖然在人類肉眼看起來呈現單一顏色甚至昏暗無比，實際上卻是植物們生長髮育最完美的環境。

國際空間站上實驗用的菜地，看起來很奇怪的LED燈種植技術，卻是最佳種植方案 / NASA

人類對火星植物的培養也已經進行了多年，電影《火星救援》中的種植土豆並非幻想。例如，在國際知名的瓦赫寧根大學甚至模擬火星土壤進行了一系列農作物的種植實驗，包括番茄，黑麥，蘿卜，豌豆，韭菜，菠菜，水芹等蔬菜。不過，人類如果想食用肉食恐怕就很困難，《流浪地球》電影中蚯蚓乾已經頗為奢侈。我國在時長1年月宮一號實驗期間，黃粉蟲也是志願者重要蛋白質來源。

/能源供給才是C位

而作為現代社會骨骼和基石的工業，則和地球也大不相同。其中一大問題是能源問題。基地外圍和表面建立大量太陽能電池板陣列（可由矽、氧、鐵、鎳等元素3D列印而來）。

為應對沙塵暴氣象、夜間情形，NASA也在研究可長期使用的大型核電能源，可用於月球基地和火星基地的長期供能，它們的作用類似一個小型核電廠，能滿足基地大規模工業生產用電需求。更何況人類如果在未來掌握核聚變技術，基本意味著能量能取之不盡用之不竭。屆時，一次地球運送而來的核聚變燃料，或許就能夠維持一個基地幾十年的供能。

NASA正在研製中的小型核電裝置，它的目標是總重量不足300千克、卻能夠產生10千瓦左右電能，且產生4-5倍的熱能可以用於加熱保溫。由於是使用半衰期高達7億年的放射性元素鈾-235，它可以一次加入燃料後連續工作很久 / NASA

/小行星帶的便利

出行方面，全程封閉的軌道交通將成為重要交通方案。在軌道交通的基礎上，火星挖礦和礦產精加工將成為一個極其重要的行業。這個挖礦並不是地球上傳統意義的金屬礦藏，一些在地球上根本不必考慮的資源，例如地底發現的有機物（火星研究目前並不排除這個可能）、南北極巨大極冠的水冰和乾冰、火星山脈根部可能隨著極微弱地質運動出現的寶貴礦藏等，都將是開發的目標。

火星距離小行星帶已非常接近，這裡有著幾十萬顆小行星，更有數億顆乃至數不盡的極小星體，它們的成分和構造完全不同，不少都擁有地球上極其稀缺的資源。從火星出發的資源探測和開發難度，也遠低於從地球出發，完全能夠建立定期“采礦班機”。

小行星帶或許也是火星巨大的寶藏地 / NASA/JPL

火星雖小，但陸地總面積與地球的陸地總面積接近，還有太陽系最大的山和峽谷，靠近小行星帶。總體而言，火星基地的人類將擁有遠超地球人類的人均資源和極其發達的技術，他們可以建立一整套高度智能的高效工業系統，這個系統也能夠支持火星基地的長久進步。

物競天擇，適者生存。人類更是在自然界選擇之外，又自我增加了內部淘汰機制，才有了王朝更迭，時代變遷。未來的火星基地會怎樣？由於火星低重力和基地半地下環境，火星人類從身體構造上將會與地球人類逐漸不同。由於生存壓力，他們會不惜一切代價發展高科技，甚至很快就領先地球。由於群體數量少，每個基地成員從生到死都將是極致的精英培養方式。那麽長久下來他們將會如何看待地球和地球人類，這是一個留給讀者思考的問題。

下一站火星，是人類的未來，也是人類的挑戰。