最近，一则有关火星的新闻成为公众关注的热点：荷兰非营利企业“火星一号”公布了从全球20万名申请者中选出的100名候选人名单(其中包括4名华人)，这些候选人将继续角逐，最终产生的4名入选者将在2025年被送往火星，在那里定居。根据该公司发布的计划，他们将在2016年发射通讯卫星前往火星，进行数个阶段任务后，于2023年建立永久基地。
这个让入选者踏上“有去无回”之旅的项目是否靠谱？人类移民火星要解决哪些技术难题？在可以预见的未来，人类是否有必要移民火星？记者就此采访了有关专家。
■本报记者 俞陶然
火星环境只是相对“友好”
火星是离太阳第四近的行星，为四颗类地行星之一。中国古人觉得它荧荧如火，位置、亮度时常变动，让人无法捉摸，故称之为“荧惑”。借助天文望远镜，可以看到火星呈橘红色，这是其地表广泛分布的氧化铁造成的。在太阳系的八大行星中，火星比水星略大，是第二小的行星。它的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期与地球相当，其一昼夜比地球上的一昼夜稍长，多出约37分钟，但绕太阳公转一周需花费的时间是地球的2倍。
为什么在讨论“未来移民其他星球”这个话题时，科研人员和公众总是对火星最感兴趣呢？著名科普作家、中科院国家天文台客座研究员卞毓麟说：人类有能力登陆月球，但月球表面没有任何大气，是超高真空状态，所以不适合居住。把眼光放得再远一些，考察地球的两个近邻行星——金星和火星。前者的环境条件过于严酷，表面温度超过450℃，异常浓密的大气中充满硫酸液滴。与之相比，火星的环境“友好”得多：有大气层，已发现水冰以及湖盆、河道的遗迹，这提供了生物生存的基本条件。
不过，这种“友好”是相对的，火星的自然环境对人来说其实很恶劣；只是在太阳系中，火星比除地球外的其他任何行星或卫星更适合居住。上海市天文学会副秘书长施餠介绍，火星虽然有大气层，但其主要成分是二氧化碳，占比高达95%，其余成分包括：3%的氮气、1.6%的氩气、很少的氧气、水汽等。而且大气层非常稀薄，只相当于地球上30多公里高空的大气压。所以火星上的空气不能供人直接呼吸。温度方面，火星也不太适宜人类居住。其表面的平均温度比地球低30℃以上。和地球一样，它的一年也有四季之分。夏季白天，赤道地区气温可超过20℃，但到了夜晚就会骤降至-50℃以下。
由此可见，人类如果在火星上居住，必须住在密闭的生活舱内，外出则得穿特制宇航服。这些设施和装备的复杂程度可想而知。
移民火星有多少技术壁垒
如今，“火星一号”公司宣称2023年在火星建立永久基地，2025年把4人送往那里，成为第一代太空移民，这实在令人替公司和人类“先驱”捏把汗。
中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建院士说，这家荷兰机构目前既没有飞火星的飞行器，也没有火箭，更不具备在火星生存的能力。想在2025年实施计划，像是个骗局，更是个笑话。
叶培建表示，火星和地球之间的发射周期，是每28个月才有一次发射机会。因为这两个绕太阳公转的行星，最接近时相距5500万公里，最远时相距4亿公里，为节省燃料，各国航天机构都选择在两个星球最接近时发射。以现在全世界最强的太空飞行能力测算，从地球飞往火星要几百天。而目前航天飞机、空间站的宇航员，过一段时间就要轮换，几百天飞行过程如何生存，本身就是个大问题。
为了模拟几百天太空航行，俄罗斯组织过“火星500”试验。该试验在莫斯科进行，6名从全球选拔的年轻人，在一个狭小的封闭舱内生活了520天，完成了从飞往火星到登陆火星，再到返回地球的模拟试验。施餠认为，这个试验的有效性值得怀疑，因为这些被试者心里很清楚，他们其实在地球上，安全是有保障的，这种心态与真正踏上火星之旅的人迥然不同。而且，试验不是在失重条件下进行的。在宇宙的失重环境下，宇航员体内的钙流失明显，并会受到宇宙射线的侵害。未来人们前往火星，在旅途中能否承受这些生理上的考验和心理上的煎熬，是不容忽视的问题。
载人飞船抵达火星后，乘客如果想在火星上居住一段时间，面临的挑战会更大。他们必须利用搭载在飞船上的设备，建一个密闭式生活舱。舱内要有氧气、水、废弃物处理装置等必需品。“这些东西都从地球上带过去的话，量是很大的。”施餠说，在火箭发射和宇宙航行中，载荷是一个关键因素——重量越大，所携燃料就越多，技术难度也随之急剧上升。因此，把建造生活舱或基地的所有部件发送到火星，难度很大，成本很高。
如果我们想要移民火星，或者说，在这颗行星上居住相当长一段时间，那么必须建造设施更完备的大型基地。此外，有必要实行火星环境改造计划，包括把植物种子带到那里，利用植物的光合作用吸收火星大气层的主要成分——二氧化碳，生成氧气，逐步提高大气层的含氧量，向地球环境靠拢。
“火星地球化”还是旅游开发？
卞毓麟介绍，目前，美国的火星探测在全球处于领先地位，发射的“好奇号”等火星探测车成功着陆并完成了探测任务。美国政府计划2035年左右向火星发射载人飞船。当然，这不是“有去无回”的移民，宇航员登陆火星后会返回地球。“所以现在考虑移民火星，还为时过早。”
那么，人类未来是否有望移民火星呢？卞毓麟认为这个可能性是存在的。在他看来，地球上的人口将不断增加，总有一天会容纳不了所有人，所以移民火星是一个解决方案。实行这个方案是很漫长的过程，大致分为4个阶段：首先，在实现载人登陆后，人类需要完成许多次宇航员在火星上短期生存的试验； 随后，在这个星球上建立适合生活和工作的小型基地；接着，逐步扩大基地规模；条件成熟后，着手大规模改造火星环境，实现“火星地球化”目标。
所谓“火星地球化”，是将火星改造成类似地球的环境。2003年8月，在美国召开了“火星移民研究国际会议”，与会者提出在未来几个世纪中，把火星改造成一个绿色星球，使之成为人类的第二个家园。根据设想，火星地球化有多个技术方案，包括：在大气中增加适合适量的气体(如温室气体和适合生物生存的气体)，增加地表温度与气压，使火星上水冰融化为液态水，再通过植物的光合作用，使大气层的含氧量逐步提高；大量溶解地下冻土层，再把水引到地表，逐步形成水圈；在太空中架设巨大反射或折射镜群，使更多阳光反射至火星表面； 散布固沙菌类、植物，防止沙暴发生，进而生成土壤，扩大居住地。
不少科研人员认为，改造火星的一些技术方案是可行的，还有一些技术方案在未来或许可行，将火星改造为“第二个地球”会成为现实。但也有不少专家指出，在可以预见的未来(几百年或上千年后)，人类没有必要移民火星，也没有大规模改造火星环境的必要。如果地球上的人口数量不断增加，可以把生存空间往海洋或地下延伸。目前来看，这虽然有技术难度，但也并非不可解决。与之相比，移民火星是舍近求远，成本太高。
施餠说，未来前往火星或许可成为旅游项目，就像如今去太空已成为少数富豪热衷的旅游一样。乘坐飞船出一趟远门，在火星上呆一小段时间，去高度超过27公里的奥林帕斯火山观光，不是件很有乐趣的事吗？
