火星為什麼是人類邁出地球的下一站？

「地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠生活在搖籃中」

----人類航天先驅 齊·奧爾科夫斯基

在之前的介紹中，我們了解到太陽系內四顆氣態行星和金星、水星等天體並不值得載人探測，通過排除法太陽系內僅有火星適合開發。那麼，我們就將通過本文直接論證火星為什麼有足夠多的條件能滿足開發的需求。

人類未來的行星際基地開發需要至少達到這些條件：充足的水源、空氣、能量、土壤和元素，能庇護生命，易於實施航天開發。

整個宇宙中最適合人類的家園-地球©️NASA

水是生命之源，也是人類深空探測研究中最重要尋找目標之一。人類探測火星已有60年歷史，目前依然有8個環繞器、著陸器和巡視器在火星工作，它們發現火星水資源可以用「豐富」（當然，相對地球是貧瘠的）一詞形容：火星全球淺層土壤普遍存在2-3%的水分，火星表面在夏季甚至出現液態滷水流動，南北兩大極冠地區蘊藏著超過地球格陵蘭島的水冰含量，火星底部可能蘊藏巨大的液態水湖。對於小規模人口而言，已經足夠。

火星擁有巨大的極冠，主要由底層水冰和上層乾冰組成，深入南極地底有疑似地下水湖©️NASA

空氣是火星的弱項，火星表面大氣密度和氣壓等普遍不足地球海平面的1%，接近真空。但這並不讓人絕望，它的空氣中約96%是二氧化碳，極地地區更是一望無際的乾冰，這是人類可以利用的資源。無論是未來農業開發可以作為天然「植物肥料」，還是通過化學反應制氧氣或甲烷等火箭燃料，都將是重要的資源。

火星附近的太陽輻射強度平均僅有地球附近的44%，但它依然處在太陽系內宜居帶附近，行星溫度適宜，允許液態水的存在，有可能孕育生命。在火星探測過程中，太陽能依然是各個任務的主流能量來源，例如天問一號的環繞器和巡視器就主要依靠太陽能帆板工作。雖然偶爾的沙塵暴會影響地面上巡視器的能量接收，但也能通過電池提前儲備預防。此外，人類還可以使用核能，已經應用在了好奇號和毅力號火星車，目前還在研究更複雜的小型核電設備。

天問一號環繞器和巡視器主要能量來源都是太陽能

火星和地球同為巖質行星，演化歷史和發展規律類似。雖然火星上極度缺乏有機物，但其他元素構成與地球條件類似，這也成為人類開發火星的重要前提。對於未來的人類火星基地建造規劃，可以提前發射無人3D列印探測器先期抵達，通過遠程遙控和就地取材建造未來家園。

火星相對地球體積較小（15.1%）、質量較小（10.7%）、引力較小（37.9%），表面積也較小（28.4%）。由於火星上沒有海洋，總的表面積和地球上的總陸地面積是基本一樣的，太陽系內最大的山峰和峽谷都位於火星，那裡可能有海量的礦藏。這也基本意味著對於小規模的人類基地而言，人均資源遠超地球。

利用火星作為人類未來邁入更遠深空的跳板非常理想。它的逃逸速度約5.0千米/秒，遠低於地球的11.2千米/秒，大氣也非常稀薄，距離太陽更遠、更少受到太陽引力的影響，這意味著在火星進行航天探測的難度大幅小於地球。同時，火星非常靠近小行星帶，這裡擁有太陽系內最容易開發的資源。例如，靈神星（16 Psyche）上的金屬礦藏就能滿足人類至少數百萬年的開發需求。

地球磁場是庇護人類和所有地球生物的保護神©️ESA

然而，火星卻缺乏了至關重要的一個因素：全球覆蓋的穩定磁場。這也直接導致太陽風和宇宙輻射逐漸剝離了火星的大氣，且總體上處在不可逆的繼續流失中。這背後的重要原因在於火星體積太小，內核的熱量逐漸流失，不像地球的熔融態、金屬元素主導的地核可以激發強大的磁場，庇護全球。而重新激活火星內部，對於人類而言是不可能完成的任務。

封閉的地下和半地下式基地結合，也許是人類徵服火星的最佳方案©️NASA

因此，全球改造火星的方案很不現實。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閉基地，利用火星淺層土壤隔絕致命的宇宙輻射。更靠近地下，也意味著更容易發現水源、甚至好奇號等任務發現的簡單有機物分子（甲烷），也有可能存在火星上的微小生命。

正因如此，人類進入航天時代後，行星際探測的最大目標就是火星。即便人類火星探測成功率僅一半左右，但人類但從未放棄。2020年7月的火星探測窗口，人類更有中國天問一號、阿聯希望號和美國毅力號加入，共同邁向人類的下一站火星。

星辰大海之夢，人類永遠在一起。