火星移民真能實現嗎？火星上能種土豆嗎？快報對話「火星叔叔」鄭永春

2000多年前，屈原在長詩《天問》裡說，「日月安屬？列星安陳？」

終於，天問問天。中國科學家們要將這些問號，遞交到蒼穹深處。

今天中午12：40左右，我國首次火星探測任務「天問一號」探測器，在海南島東北海岸中國文昌航天發射場，由長徵五號遙四運載火箭發射升空。預計會在明年2月進入火星軌道，並一次性實現「繞、落、巡」三個動作，如果順利，這將會是人類歷史上首次探索火星即完成軟著陸，面臨的挑戰也是前所未有。

火星上到底有沒有生命？火星移民真能實現嗎？還有科幻吃貨最關心的問題，等移民到了火星，能像電影《火星救援》裡一樣種土豆嗎？

快報特別聯繫到中國科學院國家天文臺研究員、中國第一位卡爾·薩根獎得主鄭永春，為大家科普你想知道的火星。

在微博上，鄭永春擁有30多萬的粉絲，是國內知名的科普大咖。他每天都會在上面分享、解答有關火星、月球探測的各類知識和最新消息，針對這次火星探測任務，他還特別發起了「天問系列天天問」，實時解答網友提問，大家都叫他「火星叔叔」。

鄭永春的祖籍，就在紹興嵊州。

這位浙江老鄉告訴我們，歷史上，人類以火星為目標發射太空飛行器46次，其中有11次連地球引力範圍都沒出，在成功前往火星的35次任務中，有5次「中道崩殂」，在半路上失聯。

探測火星之難，出乎普通人的意料，成功率只有不到50%。

這次中國首次進行火星探測任務，而且在這第一次任務裡面就要實現登陸，難度是空前的，也面臨著很多不可預知性。其中在發射、地火轉移、實現環繞等幾大階段都很關鍵，尤其火星探測器在著陸前，需要將速度降下來，這個過程大概需要7分鐘，這也是整個任務的關鍵點，因為它的成功與否，直接決定著任務的成敗。

快報科普九問「火星叔叔」

1.人類為什麼要探索火星，而不是別的行星？

火星叔叔：在探月之後進行行星探測，行星探測就是離開地球和月球組成的地月系統，去往更遙遠的深空，而金星和火星正好是離地球最近的兩個行星，它兩一個在地球內側，一個在地球外側，往內飛就可以到金星，往外飛就可以到火星，但人類經過幾十次的金星探測後發現，金星的環境極為惡劣，不適合人類生存，也基本上不可能有生命。航天時代以來，人類通過對金星和火星的探測後發現，火星是跟地球環境最相似的行星，也是人類最適合去的地方，這也是火星探索越來越熱的原因。

中國行星探測工程被命名為「天問」系列，首次火星探測任務命名為「天問一號」，後續行星探測任務依次編號。

2.為什麼首次探測火星就要實現「繞落巡」？

火星叔叔：登陸火星比飛越和環繞火星要難得多，大部分探火失敗是登陸火星。最難的要算火星車進行巡視了，比著陸器還要難一點，所以中國這次是「一步到位」，非常有魄力。 中國現在的火星探測是基於探月工程四次成功的基礎上。嫦娥一號環繞月球，嫦娥二號不僅環月還探測了小行星，嫦娥三號實現了月球正面登陸和月球車行駛，嫦娥四號更實現了人類歷史上太空飛行器第一次登陸月球背面，所以這些都給「天問一號」火星探測任務奠定了堅實的基礎。

3.這次火星探測任務中，從地球到火星要經過大半年時間，這段時間我們可以關注什麼？

火星叔叔：第一是發射，脫離地球的重力離開地球表面，仍然是一件高風險的事情，而且這次發射用到的長徵5號火箭，也是中國的一款新型大推力火箭，所以說火箭發射仍然會面臨不確定性。

第二個階段是能不能順利入軌，也就是能不能把探測器送到地球到火星的軌道入口處。火箭並不把探測器直接送到火星上，只送到地火轉移軌道的入口處，實現星箭分離。

第三個階段是地火轉移軌道的姿態調整。探測器從地球到火星要經過半年多的時間，要進行幾次姿態調整，每一次調整都很關鍵。

第四個階段是到了火星附近踩剎車，要在合適的時間點上踩剎車，而且要踩得恰恰好，既不能踩得太狠了，又不能踩得太軟綿綿的。踩了剎車之後探測器還要不斷地調整，調整到進入火星大氣層的入口處。

最後，探測器成功登陸後還不代表就能正常開展工作，還需要把火星車釋放出來，讓火星車獨立運行。

4.探索火星有什麼意義？

火星叔叔：因為我們花了很多錢去探索火星，那麼一定要告訴大家為什麼要去。我想用三句話來告訴大家探測火星的意義和價值。

第一是探索太陽系地球和生命的起源與演化，exploration the origin and the evolution of our solar system。不僅地球是我們的家園，太陽系也是我們的家園，所以我們一定要了解太陽系和生命的起源和演化。火星為什麼會從一顆曾經宜居的行星發展到現在這樣的一片荒漠？這對我們保護地球環境有重要啟示。

第二是提升我們的技術和能力，improve our technology and power。人類是一個命運共同體，需要不斷提升我們的技術和能力，才能在星球上更好生存下去。

第三是啟迪下一代，inspire the next generation。開展深空探測，人類的知識和技能一代一代相傳，讓下一代在我們這一代基礎上走得更高、更遠，就要通過火星和太陽系探測任務來啟迪和激發下一代，讓他們勇於去探索未知，勇於擴展人類的生存空間，他們就可以比我們生活得更好，更長遠。

人類是一個具有高等智慧的物種，我們必須有所準備，必須居安思危。否則我們的生存就不會太久遠，就像地球歷史上曾經出現的無數物種一樣。

5.不止中國，還有許多國家都在進行火星探測，為什麼集中選擇今年夏天？

火星叔叔：火星探測有一個發射窗口，每隔26個月才有一次，探測器只有在這個窗口發過去，才能到達火星，也是最節省燃料。就像操場上跑道，地球在第三圈，火星在第四圈，只有當火星在地球前方44度左右的時候，探測器從地球出發才能追上它，這個時候就是一個發射窗口。

今年七到八月份正好是火星探測器的發射窗口期。在這個窗口期，中國要發射天問一號，天問一號實際上是一組探測器，由軌道器、著陸器和巡視器（又叫火星車）組成。此外，還有美國的毅力號火星車、阿聯的希望號火星探測器等都會在這個窗口期發射。

6.火星人真的存在嗎？

火星叔叔：1877年，人類在火星上發現了「運河」，他們認為是火星人挖的，所以那時大家都相信火星上有生命。火星整個表面是一片徹底的荒漠，非常寒冷，最冷時-100℃，最熱時20-30℃，從溫度條件來講，火星上存在生命是可能的。但還有一些不利因素：火星沒有全球性磁場的屏蔽，宇宙輻射和太陽風能長驅直入，晝夜溫差加上輻射，再加上火星土壤中有很多有毒的高氯酸鹽，對生命造成了非常嚴酷的影響。

可以說，火星表面存在生命的可能性微乎其微，連存在有機物的可能性也很小，因為宇宙射線會把有機物的碳鏈打斷，變成原子和分子。

有人說，在火星地底下有一些溫暖潮溼相對適宜的環境，遠古時代火星如果有生命，它就可以在地底下生存下來。所以現在科學家計劃在火星上打鑽，打到幾十釐米以下能屏蔽輻射的深度，看看有沒有生命。就像科幻電影《超時空接觸》的那句名言：宇宙這麼大，如果只有地球上有生命，那不是太浪費空間了嗎？

7.火星上真的可以種土豆嗎？

火星叔叔：作為一個農業大學的本科畢業生，我對土豆充滿了感情，當年我們讀大學時種土豆吃土豆，說到土豆梗比大部分人印象更深刻。在《火星救援》裡，主角馬克被一個人孤零零都扔在了火星表面，他每天能做的工作就是種土豆、數土豆、吃土豆，他要數清楚自己還能活多久。

我經過一定的探究，火星上要種土豆，第一，火星的溫度。最冷時可達零下80-100℃，最熱時零上20-30℃，平均溫度-55℃，所以火星上種土豆一定不能露天種。我們看到《火星救援》裡面發生事故之後，土豆馬上脫水了，脫水了之後變成了乾粉了。

第二，火星的土壤成分跟地球類似。地球的營養元素火星也都有，所以火星土壤基本能夠支撐土豆生長。但總體上還是比較貧瘠的，因為它缺少了化肥、農藥、有機物來提供養分和防病蟲害。

第三個條件是水。火星上現在有地下滷水，然后土壤裡面有一定含水量的凍土，只是因為溫度低，所以你表面看不到水流，都是冰。所以火星上不是太缺水，不像月球上實在是一滴水都沒有。但是總體來講還是要非常節約。

8.探測火星跟探測月球有什麼不同？

火星叔叔：月球距離地球平均38萬公裡，火星到地球的平均距離將近2億公裡，最近的時候有5500萬公裡，最遠的時候是4億公裡，所以去月球只需要3天，去火星則需要半年以上。

距離的不同又會帶來很多連鎖問題，比如對火箭的運載能力的要求是不一樣的，發射同樣重量的太空飛行器，去火星的火箭要帶更多的燃料，需要更大的推力。同時，距離地球越遠信號越弱，測量的誤差也會越大，信號傳輸的難度就會越大，所以在數據的接收和信號的傳輸方面火星的難度要大得多。

此外，月球是地球的衛星，就算探測月球，也還是在地月系統裡面，沒有真正脫離地球的引力，但火星探測才是真正的行星探測，所以這就不僅僅是距離和時間的不同。

跟探測月球不同，在火星上最有價值的科研，就是把火星當做是另一個地球來研究。

火星上有高山、有峽谷、有江河湖海，雖然這些江河湖海都已乾涸，留下了河道、衝擊扇三角洲以及湖泊的沉積物。另外，火星上的一天約為24小時40分鐘，跟地球差不多。同時，火星上有水，有稀薄的大氣，還有一年四季，當然季節會更長一點，因為火星的一年是687天。這些環境條件都跟地球很相似，這也是千百年來人類對火星如此著迷的原因。

9.火星移民真的能實現嗎？

火星叔叔：儘管去火星難之又難，但我是一個火星移民的樂觀派。從長遠來看，在火星上發展出獨特的人類文明，包括各種農業文明、工業文明以及技術文明是可以期待的。我覺得未來20年左右，人類將登陸火星；未來50年左右，我們可以在火星上有個小鎮；100年左右，我們可以在火星上擁有一個城市，500-1000年左右，我們就把火星改造成另外一個適合人類居住的星球。

我們可以看到，人類的航天技術比以前要先進得多，重複利用的火箭和飛船已經實行了，雖然火星的環境比地球要嚴酷很多，但它已經是太陽系裡除了地球以外，最適合人類生存的家園。甚至還有小規模的人口，可以居住在月球等其他星球上，就像現在太平洋中的一個個島國一樣。我們現在地球上，建立的人類文明叫地球文明，未來，在其他星球上建立的文明，就叫「太陽系文明」。我想這不是科幻，是希望，我們的徵途是星辰大海。