7月17日，長(cháng)征五號遙四運載火箭垂直轉運至發(fā)射區，這意味著(zhù)我國行星探測工程“天問(wèn)一號”任務(wù)實(shí)施在即。
雖然這是我國首次火星探測任務(wù)，卻已引發(fā)了火星迷們的無(wú)限遐想——將來(lái)我們能不能在火星上建旅館？火星上能不能采礦？在火星上可以開(kāi)展哪些科學(xué)實(shí)驗？更有甚者提出了科幻界中最現實(shí)的問(wèn)題：等我們移民到火星，該種什么菜吃？
“從長(cháng)遠來(lái)看，在火星上發(fā)展出獨特的人類(lèi)文明，包括各種農業(yè)文明、工業(yè)文明以及技術(shù)文明是可以期待的。”中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春向科技日報記者表示。
那么，人類(lèi)要想殖民火星又該怎樣對這顆紅色星球進(jìn)行改造和建設呢？聽(tīng)聽(tīng)專(zhuān)家們怎么說(shuō)。
在火星種地 ，遠不止解決吃飯問(wèn)題這么簡(jiǎn)單
在科幻電影《火星救援》里，主人公馬克靠種植土豆獨自在火星上生存下來(lái)。鄭永春表示，人類(lèi)要移民火星，建設農業(yè)文明肯定是第一步，但其作用遠不止解決吃飯的問(wèn)題那么簡(jiǎn)單。
如果說(shuō)日常生活中的農業(yè)技術(shù)主要致力于提高農業(yè)產(chǎn)量、農作物品質(zhì)、農產(chǎn)品多樣化等，在火星上則要開(kāi)拓全新的農業(yè)科研領(lǐng)域，首要目的是改造環(huán)境。“除了提供食物，我們需要植物來(lái)供應氧氣、凈化水源等，為人類(lèi)提供最基礎的生存條件。”鄭永春說(shuō)。
他認為，屆時(shí)需要讓一些低等植物甚至是微生物先行，例如細菌、藻類(lèi)等。讓它們先到火星上適應環(huán)境，吸收二氧化碳、釋放氧氣，然后產(chǎn)生有機質(zhì)，改造火星的土壤，讓火星表面環(huán)境越來(lái)越像地球，對生命更加友好。這個(gè)過(guò)程，需要科學(xué)家在地球上開(kāi)展大量前瞻性研究，篩選出具有適應火星環(huán)境能力的微生物、植物及農作物，作為移民火星的“先行軍”。如今，國內外已經(jīng)有科研機構在開(kāi)展相關(guān)研究工作。2016年，美國國家航空航天局（NASA）肯尼迪航天中心和佛羅里達理工學(xué)院聯(lián)合啟動(dòng)“火星花園”項目，目的就是篩選能夠適應火星環(huán)境的植物。目前該項目已經(jīng)進(jìn)入測試階段。
不過(guò)，影響植物生長(cháng)的因素很多，包括水分、熱量、光照、肥料，以及引力條件等。在地球篩選出來(lái)的植物，到火星上能不能正常生長(cháng)，會(huì )不會(huì )發(fā)生變異，缺少了生物多樣性，生態(tài)系統還能否保持穩定，其中有太多問(wèn)題需要研究。此外，這項工作還有很多不確定性。例如，“先行軍”抵達火星后會(huì )如何進(jìn)化，會(huì )不會(huì )捷足先登把火星“占領(lǐng)”？這些都需要進(jìn)行深入研究。
在火星蓋房，選近水、光照好地區建半地下室
當人類(lèi)抵達火星，勢必面臨居住問(wèn)題，這就需要建設火星基地。
全國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家龐之浩表示，建設火星基地是人類(lèi)一個(gè)長(cháng)遠的設想，從初期建設臨時(shí)基地，到實(shí)現中期駐留，再到改造火星建設永久性基地，需要經(jīng)歷漫長(cháng)的過(guò)程。最終目的還是為了移民火星。
近年來(lái)，世界各國建設月球基地的熱情很高，不少?lài)抑贫擞媱澔蛱岢隽朔桨?。相比月球，火星上有些條件更適合建造基地。比如，火星的自轉周期約為24小時(shí)40分鐘，跟地球差不多。同時(shí)，火星上有水，有稀薄的大氣，還有一年四季。這些環(huán)境條件都跟地球很相似，讓人們看到了殖民火星的希望。
龐之浩介紹，建設火星臨時(shí)基地，可以在宇航員抵達火星之前，先用無(wú)人貨運飛船將滿(mǎn)足基本需求的居住艙和非再生式生命保障系統送到火星。建設火星中期基地，至少需要使用物化再生式生命保障技術(shù)，實(shí)現物質(zhì)更高效的循環(huán)利用。而要建設火星永久性基地，則需要生物再生式生命保障系統，實(shí)現物質(zhì)的100%循環(huán)再生。
同時(shí)，火星基地要有電源系統，比如小型核電站；還要有火星車(chē)，畢竟宇航員不能老在屋里宅著(zhù)，需要借此擴大活動(dòng)范圍。
此外，龐之浩認為，火星基地的選址很重要，最好靠近有水的地方、陽(yáng)光充足。為了抵御風(fēng)暴和輻射，早期基地應采取地下或半地下形式。
在火星基地建設過(guò)程中，全靠從地球運送物資顯然不現實(shí)。鄭永春認為，就地取材是一個(gè)重要原則。他表示，火星表面很容易獲取的沙塵、土壤、赤鐵礦，甚至干涸湖泊里的鹽類(lèi)礦物等，都是我們可以利用的目標。
想象圖。圖源：視覺(jué)中國
在火星搞科研，把火星當做另一個(gè)地球來(lái)研究
人類(lèi)登陸火星，除了種糧食、搞工程，也該做些別的事情。有人問(wèn)，能不能發(fā)掘礦產(chǎn)資源運回來(lái)？
鄭永春說(shuō)，從目前的技術(shù)能力分析，即使火星上遍地金磚也不值得拿回來(lái)，因為所需代價(jià)遠大于其價(jià)值。
這絕非夸大其詞。半個(gè)世紀前，美國的阿波羅計劃共從月球運回382公斤巖石樣品，有人計算，這些石頭的成本，相當于同等重量鉆石的30多倍。距地球30多萬(wàn)公里的月球尚且如此，更何況距地球最近時(shí)也有5000萬(wàn)公里的火星。
正如前文所說(shuō)，絕大部分火星資源只有原位利用才有價(jià)值，只要能夠減少從地球上運輸過(guò)去的物資重量，再昂貴的資源開(kāi)發(fā)也是劃算的。
采礦的路雖然走不通，但人類(lèi)在火星上卻可以搞搞科學(xué)研究，這也是人類(lèi)探索宇宙的重要目的之一。
目前，人類(lèi)借助月球已經(jīng)開(kāi)展了大量科學(xué)研究，主要包括幾方面，例如從月球研究地球、從月球看太空，以及研究月球本身。
不過(guò)鄭永春認為，火星上的科學(xué)研究有所不同。
首先，火星離地球太遠，從那里觀(guān)測地球毫無(wú)優(yōu)勢，最大的意義或許只是撫慰心靈，寄托思鄉之情。
在火星上進(jìn)行天文觀(guān)測意義也不大，畢竟近地空間和月球已經(jīng)提供了很好的天文觀(guān)測平臺，而且把大型望遠鏡運送到火星也不容易。
鄭永春表示，在火星上最有價(jià)值的科研，就是把火星當做另一個(gè)地球來(lái)研究。他說(shuō)，如今人類(lèi)對地球的表面、深部、大氣、生物圈，幾乎已經(jīng)研究了個(gè)遍，但是人類(lèi)對地球的認識依舊不夠深刻，原因就在于缺少一個(gè)合適的參照對象，沒(méi)有跳出地球看地球。如果有一個(gè)星球跟地球原本很相似，最終的命運卻不同，那么以此開(kāi)展對比研究，就可以獲得很多啟迪。
火星正如地球的孿生兄弟。鄭永春說(shuō)，例如火星上曾經(jīng)有海洋，如今卻沒(méi)有了，對于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，它的海岸線(xiàn)、海洋沉積物、水汽循環(huán)等，都可以作為研究課題。
又如，天氣預報總是不夠準，因為地球上有植被、大氣層、水面等各種影響因素，讓氣象預報模型十分復雜?；鹦巧弦灿猩硥m暴、會(huì )下雪，有各種氣象現象，但其氣象模型與地球相比要簡(jiǎn)單得多。將兩者進(jìn)行比對，科學(xué)家可以找到很多新的研究課題，大有可為。
此外，火星上還有高山、峽谷、火山、冰川、寒旱區……“如果把中國科學(xué)院的各個(gè)研究所搬到火星上，許多學(xué)科都能在那里找到研究主題，獲得全新的研究視角。”鄭永春說(shuō)。
（責編：梅亞川）
