地球上頻發的戰爭、環境危機、核汙染，使人們開始把人類未來的夢想建立在開發地球以外的空間上，世界各國紛紛提出了雄心勃勃的太空移民計劃，打算在其他星球上打造人類的第二家園。
地震、海嘯、核洩漏……在災害頻發的現狀下，不少科學家都在探尋著與地球生存環境相近，適合人類居住的星球。最近，美國天文學家藉助天文望遠鏡，又發現了5顆類地行星，其中3顆可能適合生命居住。而英國著名物理學家霍金近日也表示人類要想生存下去，唯一的途徑是儘快向外太空移民。
在雄心勃勃的私營公司的引領下，一個向地球外移民，並且適應全新世界的新時代初露曙光。來自貝寶公司的億萬富翁埃倫·馬斯科已經宣布以火星為目標；極地探險家斯耶格倫夫婦也在設計去往火星的個人探險；而歐洲一個由私人資助的「火星一號」項目也希望在2023年前在火星上建立人類殖民地。太空移民的時代是否就要到來了呢？帶著這個問題記者採訪了有關專家。
緣何移民：人口增長和滅絕風險是主因
主持人：您覺得有沒有必要進行太空移民呢？
李競：我認為目前太空移民還並沒有那麼緊迫，而且太空移民絕非輕而易舉，嫦娥住在廣寒宮的愜意和自得，只能是永遠的神話，但是按照現在的科技發展來說，未來太空移民是有可能實現的。
龐之浩：隨著時間的推移我認為進行太空移民的可能性會越來越高。但是還是一個比較遙遠的事情。太空移民的必要性在於，地球上的人類數量會越來越多，到2050年地球人口總數將達到90億，當地球人口達到110億以上的時候，地球的土地、礦藏、水等資源都將面臨非常緊張的局面，地球將不堪重負，當人口達到160億以上的時候就要考慮實施太空移民了。另外，如果人類只局限於生活在地球上，一場全球性的戰爭、疫病或者一次小行星撞擊這樣的宇宙災難，就會將人類置於滅亡的風險中，因此可以考慮先把一部分人移民到其他星球上去，這樣一旦地球毀滅人類還可以繼續繁衍。
何去何從：火星或成移民首選星球
主持人：如果要進行太空移民，您認為去哪個星球比較合適？
龐之浩：就目前人類已經了解的宇宙，綜合距離以及人類生存環境來說，應該是火星最適合太空移民。火星相對來說距離地球較近，其實距離地球最近的一個星球是月球，但是月球上沒有大氣；除月球外，金星距離地球最近，但是金星過於濃密的大氣使其大氣壓強是地球的90倍，相當於地球海洋中1000米深度時的壓強，而且由於被厚厚的二氧化碳大氣層覆蓋，金星表面溫度也極高；除了這兩個星球外，距離地球最近的就是火星，而且與其他行星相比，火星的環境與地球最為相似，火星上有四季、大氣和重力。
李競：雖然火星是目前太陽系中和地球相似度最高的一個星球，但與地球大氣不同，火星大氣含氧量非常稀薄，氣體介質以一氧化碳和二氧化碳為主，由於大氣密度只有地球的1%不能保存熱量，導致其表面溫度極低，最低溫度可達零下100攝氏度。而且由於火星上極低的氣壓，使得即便有非液態的水存在，也會從非液態直接升華變成氣態，而不可能變成地球生命最需要的液態水。
龐之浩：正因如此，為了改造火星環境科學家已經設想出了很多方案。例如一些科學家計劃在火星上建設化工廠、核電站，不停地製造溫室氣體，產生溫室效應，使火星上零下幾十攝氏度的溫度上升到零下幾攝氏度，增加火星大氣密度；一些科學家提出在火星軌道上設置幾個巨型反光鏡，把太陽光反射到火星上，提高火星表面溫度；還有一些科學家提出，植物的光合作用可以使二氧化碳逐漸變成氧氣，為了加快生成氧氣的速度，要在火星上大規模種植植物，並培育出能釋放更多氧氣的「超級植物」。通過改造，我認為未來人類有可能會將火星改造成人類第二個家園，但還有很長的路要走。
面臨困難：關鍵需要大推力重型火箭
主持人：目前人類移民太空面臨著哪些問題和困難？
龐之浩：人們離開地球遇到的第一個難題就是擺脫地心引力。只有把載人火星飛船成功送入地火轉移軌道，移民火星便離成功近了一步。因此我認為要進行太空移民首先要解決的問題就是要研製出大推力的重型火箭。因為阿波羅載人登月飛船大約重50噸，所以飛得更遠、載人更多的載人火星飛船會更重。美國、俄羅斯和歐洲針對火星登陸進行的研究表明，登陸火星任務最合適的人數應為4人或6人，這表明需要設計一個相當大的飛船來提供4或6個人在漫長的任務執行過程中所需要的生存環境以及氧氣、食物、水、燃料等物資。如果大批量移民的話，飛船搭載的人數還會更多，火箭的負重載荷就會更大。
然而即使研製出重型火箭，太空移民的道路依然充滿艱辛。乘坐普通的飛船從地球到火星往返至少要520天，這麼長的飛行時間就會帶來一系列問題。
第一是心理問題。因為即使研製出重型火箭，飛船的體積也不可能無限擴大，飛行乘組的幾個人要在狹小的飛船空間裡度過500多天，必然會產生心理問題。
第二是輻射問題。眾所周知，地球強大的磁場是保護人類免遭外太空各種致命輻射的生死屏障，因此當飛行器在地球軌道飛行時，地球磁場能夠為其屏蔽掉大量輻射，但是如果長時間在宇宙空間飛行，遠離地球，就會面臨很嚴重的輻射問題。科學家曾經考慮採取被動防禦輻射和主動防禦輻射。被動防禦輻射就是加厚飛船的艙壁，但這樣做又會加重運載負擔；主動防禦輻射就是通過技術在飛船周圍產生人工強磁場，使射向飛船的輻射粒子偏離，但是這種方法在技術上又太複雜，難以實現。所以，對於防輻射屏蔽技術還需進一步攻關。
第三是失重問題。長期在太空飛行，人體一直處於失重狀態會對健康產生很大影響，造成肌肉萎縮、骨骼脫鈣、心血管受損等。科學家曾設想通過人造重力減輕長期失重對身體的影響，但是也由於技術複雜、成本高昂難以實施。
解決方法：核動力火箭加小行星中轉
主持人：目前有沒有解決這些問題的方法？
龐之浩：針對這些難題科學家已經想出了幾個解決的方法。
由於長時間的宇宙航行意味著航天員要承受更多宇宙射線的輻射，伴隨心理和生理上的問題，因此要實現太空移民最根本的方法就需要儘量縮短宇宙
航行的時間，即研製出全新的推進系統。為此，科學家已提出採用核動力火箭或可變比衝磁等離子體火箭等代替常規火箭發射飛船。
可變比衝磁等離子體火箭是利用無線電波電離加熱推進劑，並用磁場加速產生的等離子體產生推力，它功率大、推力大、比衝高。一旦該火箭研製成功，利用其發射飛船，飛船隻需一個月左右的時間就可以抵達火星，但是目前看來這個技術實現的難度非常大。
因此現在核動力火箭的呼聲比較高，一些大國包括美國、俄羅斯在內都將研究重心放在了核動力火箭身上。用核動力火箭發射飛船速度很快，可以大大減少飛船飛向火星的時間，利用目前的化學火箭發射飛船需要8個月左右的時間到達火星，而利用核動力火箭發射飛船則只需2個月甚至更短的時間抵達。
此前，美國的「普羅米修斯計劃」曾打算研製核動力飛船，但是核動力飛船會產生很強的核輻射，相當於航天員每天拍8次x光片。由於當時的技術難以解決這一問題，因此該計劃被擱淺，現在隨著技術的發展，核輻射的問題有可能得以解決。因此目前來看，核動力火箭以及核動力飛船，是人類到達火星或其他遙遠類地行星的一個捷徑。據美國媒體近日報導，美國科學家稱，太陽和其他恆星的動力源——核聚變，將來可用於助推火箭，使航天員最快能夠在30天內往返火星。當然如果想大規模的移民還需要研製出更先進的、成本更低、速度更快的運輸系統，只有有了這樣的運輸系統，太空移民才可能實現。
此外，科學家還提出可以先載人登陸小行星，然後以小行星作為中轉站，再登陸火星或其他類地行星。雖然小行星上可能有水和礦藏，可以作為太空移民的中轉站，但是它與地球的距離較遠，因此，最近美國計劃在今後10年內捕獲一顆小行星，把它移動至近月球軌道，這也是人類為了登陸火星進行的一種嘗試。
建造新家：模擬地球環境循環利用資源
主持人：在短期內把人類送上火星或其他類地行星後，下一步就要在星球上建造人類基地了，那麼在建造基地時要考慮哪些問題？
龐之浩：以建造火星基地為例，建造火星基地首先要考慮選址的問題，就像在地球上大多數人都居住在肥沃的平原地帶，沙漠地區人跡罕至一樣，由於火星沙塵暴很厲害，是地球12級颱風強度的好幾倍，而且持續時間較長，因此火星基地最好建在能夠防沙塵暴、輻射或者有水的地方。應在火星的隱蔽處修建住宅，使用有效降低輻射的材料建造房屋。
李競：太空環境是一個充滿微重力、高真空、宇宙高能粒子輻射、宇宙磁場等有害因素的綜合體，這些因素顯然對地球上的人和生物是有害的。因此要想移民火星或其他類地行星，就要在火星或其他類地行星上建立一個密閉的地球環境系統，在該系統內要有適宜的溫度、溼度和壓力等，使人類可以自由的生存其中。
龐之浩：雖然火星基地可能是一個完全封閉的環境，但是人類始終都要從這個封閉的環境中走出來，因此航天服就顯得至關重要。由於火星引力是地球的1/3，所以我們現在使用的地球軌道艙外航天服，在火星上都派不上用場。因為無論是我國的「飛天號」艙外航天服，還是俄羅斯的「海鷹號」艙外航天服重量都達到120千克，這樣的航天服在火星上穿就會過重，導致航天員無法負荷，因此要研製出質量輕便，又能保證航天員安全的適合火星上使用的航天服。
此外，還要儘可能的對火星上的資源進行利用。地球離火星很遠，即使研製出了先進的運輸工具，完全依靠從地球運送能源成本也將非常昂貴，因此最好能在火星上實現就地取材，並且打造再生式生命保障系統，讓資源循環利用起來。
李競：我覺得有必要在地球和火星之間設立空間站作為火星基地的後勤。這個空間站的作用非常重要，可以大量儲備物資和能源以備不時之需。目前，在太空運行的空間站共有10個，建設空間站的技術我們已經掌握。
(來源:科技日報)