随着地球上(shàng)自然資源的持續減少(shǎo)，探索移居外星也成了熱門(mén)話(huà)題之一。

美國航天局NASA 想要在2030 年邁出人(rén)類移居火(huǒ)星的第一步。SpaceX 則是聲稱在2024 年就能實現這個(gè)夢想。2015 年演員馬特·達蒙（Matt Damen）出演的電(diàn)影(yǐng)《火(huǒ)星救援》，也是為(wèi)人(rén)類在火(huǒ)星生(shēng)存帶來(lái)了希望的曙光。

要知道(dào)，人(rén)造衛星50 年前才第一次飛過火(huǒ)星，那(nà)是我們頭一回看到它的樣子。而現如今，我們已經有(yǒu)7 個(gè)正在進行(xíng)的火(huǒ)星任務、兩個(gè)火(huǒ)星探測器(qì)，科學家(jiā)們正馬不停蹄地收集它的信息。

在mars.nasa.gov 網站(zhàn)上(shàng)，你(nǐ)可(kě)以看到一切NASA 在進行(xíng)的火(huǒ)星任務，主頁還(hái)有(yǒu)火(huǒ)星的天氣預報、照片和(hé)視(shì)頻，一切關于這個(gè)星球的信息你(nǐ)都能找得(de)到。

mars.nasa.gov 首頁

在這個(gè)網站(zhàn)上(shàng)，你(nǐ)還(hái)可(kě)以登記你(nǐ)的名字，在下一次InSight（探測号，用來(lái)探測火(huǒ)星地殼內(nèi)部）執行(xíng)任務時(shí)，你(nǐ)的名字會(huì)被飛船(chuán)帶到火(huǒ)星，并永遠留在上(shàng)面！在2015 年的InSight 飛船(chuán)上(shàng)，一個(gè)5 角硬币大(dà)小(xiǎo)的金屬上(shàng)刻了80 多(duō)萬個(gè)名字。

下一次任務在2018 年執行(xíng)，已經收集了270 多(duō)萬名字。這些(xiē)人(rén)來(lái)自230 個(gè)不同的國家(jiā)，其中有(yǒu)26 萬都來(lái)自中國，數(shù)量僅次于美國。

看來(lái)很(hěn)多(duō)人(rén)對火(huǒ)星還(hái)是充滿向往的。

凱麗(lì)·韋納史密斯（Kelly Weinersmith）的新書(shū)《近在咫尺：十個(gè)會(huì)毀滅/造福地球的科技(jì)（Soonish）》，探索了十個(gè)前沿的科技(jì)研究，并用簡單易懂的術(shù)語介紹給讀者。這本書(shū)一上(shàng)市就打榜紐約時(shí)報暢銷書(shū)，深受追捧。遠讀會(huì)挑選其中最有(yǒu)趣的幾個(gè)話(huà)題，呈現給大(dà)家(jiā)。

太空(kōng)探險：飛天一次究竟有(yǒu)多(duō)貴

書(shū)中指出：建造宇宙飛船(chuán)的價格實在是太貴了，就算(suàn)我們能移居火(huǒ)星，搬家(jiā)的費用也是天文數(shù)字。

确實，搬家(jiā)到外星沒有(yǒu)搬到另一個(gè)城市那(nà)麽方便，絕對不可(kě)能一次就把所有(yǒu)的東西都搬走。一次火(huǒ)箭發射能帶多(duō)少(shǎo)東西、每斤“快遞”要多(duō)少(shǎo)錢(qián)等，都是非常現實的問題。

以現在的科技(jì)，要想往太空(kōng)送一斤的貨物需要1 萬美金。

這已經很(hěn)貴了對吧(ba)？然而，一個(gè)火(huǒ)箭隻能裝總重3% 的貨物，因為(wèi)17% 的重量是火(huǒ)箭本身，剩下的80% 都是燃油。

占比最多(duō)的燃油是最便宜的，成本隻有(yǒu)30 多(duō)萬美金。火(huǒ)箭本身才是最昂貴的，然而它在完成任務後直接沉入大(dà)海，無法二次利用，非常浪費。

所以，如果我們想要多(duō)裝點“家(jiā)具”帶去火(huǒ)星，需要增加貨物的占比、降低(dī)火(huǒ)箭成本。

你(nǐ)可(kě)能會(huì)問，既然燃油占了那(nà)麽多(duō)空(kōng)間(jiān)，我們能不能少(shǎo)帶點？

如果今天要從北京開(kāi)車(chē)到西藏，我是一次性把所有(yǒu)要用的油都帶上(shàng)，還(hái)是在路上(shàng)的加油站(zhàn)加油呢？不用問，肯定是路上(shàng)加油最方便，一次性裝滿所有(yǒu)的油得(de)多(duō)沉。

火(huǒ)箭發射也一樣。但(dàn)是我們在太空(kōng)并沒有(yǒu)加油站(zhàn)，不能在飛向火(huǒ)星前在月球加個(gè)油。所以必須一次性的帶上(shàng)所有(yǒu)的燃油，而且被燃燒的能量基本上(shàng)是用來(lái)帶着其他油往上(shàng)飛的……

所以在宇宙加油站(zhàn)建好之前，燃油是一斤都不可(kě)少(shǎo)的，看來(lái)隻能想辦法回收火(huǒ)箭了。

一般的火(huǒ)箭在任務完成後就會(huì)落回地球，沉入大(dà)海。如果我們能夠讓它安穩的在地球上(shàng)着陸，那(nà)麽就能二次利用。

火(huǒ)箭回收最大(dà)的問題是它的修整成本。在完成了一次太空(kōng)任務後，不是簡單的擦幹淨就能再次起航。

可(kě)喜可(kě)賀的是，在2016 年的6 月，SpaceX 成功實現海上(shàng)回收火(huǒ)箭獵鷹9 号（Falcon 9）。獵鷹9 号是SpaceX 太空(kōng)運載工具的計(jì)劃之一，它的承載空(kōng)間(jiān)可(kě)在8700 公斤到24750 公斤之間(jiān)。在SpaceX 的人(rén)類移居火(huǒ)星計(jì)劃中，獵鷹9 号被作(zuò)為(wèi)載人(rén)往返太空(kōng)的交通(tōng)工具。

SpaceX 海上(shàng)回收獵鷹9 号

關于修整成本，總裁格溫·肖特維爾（Gwynne Shotwell）說，獵鷹9 号能夠隻用7 成的費用修整火(huǒ)箭。這對于火(huǒ)箭二次利用無疑是天大(dà)的好消息。

其實，除了坐(zuò)火(huǒ)箭去火(huǒ)星，科學家(jiā)還(hái)提出了一個(gè)更酷炫的方案——坐(zuò)電(diàn)梯。

乘着電(diàn)梯去宇宙

太空(kōng)電(diàn)梯和(hé)我們已有(yǒu)的電(diàn)梯長得(de)非常像，隻不過起點是地球，終點是宇宙中心。

太空(kōng)電(diàn)梯可(kě)以又快又安全地，将人(rén)和(hé)貨物從地面運送到太空(kōng)站(zhàn)。一公斤運輸的價格也會(huì)降到250 美金，這下可(kě)方便了！

不僅如此，太空(kōng)電(diàn)梯還(hái)可(kě)以充當火(huǒ)箭發射站(zhàn)。隻要将飛船(chuán)從地面運送到大(dà)氣層外足夠高(gāo)的地方，然後加一點速度就可(kě)以起航了。 這樣一來(lái)，衛星發射、火(huǒ)箭發射都會(huì)變得(de)既方便又便宜。或者用電(diàn)梯把零部件帶上(shàng)太空(kōng)站(zhàn)，直接在那(nà)裏組裝發射。

太空(kōng)電(diàn)梯這一概念由著名的火(huǒ)箭科學先驅者，齊奧爾科夫斯基（Knostantin Tsiolkovsky）提出。在1959 年，科學家(jiā)們将這一概念進行(xíng)了改良。

它的原理(lǐ)是什麽呢？想象在地球旁邊有(yǒu)一塊大(dà)石頭，這個(gè)石頭上(shàng)綁了一條10 萬公裏長的纜繩，一直延伸到地球表面。以大(dà)石頭為(wèi)平衡物，地球為(wèi)大(dà)本營，兩者被纜繩連起來(lái)。在這個(gè)電(diàn)梯重量的中心，是在地球同步軌道(dào)上(shàng)的空(kōng)間(jiān)站(zhàn)。

當一個(gè)物體(tǐ)在地球同步軌道(dào)時(shí)，它會(huì)和(hé)地球一起轉。也就是說，無論你(nǐ)什麽時(shí)候從赤道(dào)用天文望遠鏡看它，它都在同一個(gè)位置，因為(wèi)它環繞地球的速度和(hé)地球自轉的速度一樣。

這樣，這個(gè)太空(kōng)電(diàn)梯才能穩定的與地球保持平衡，不會(huì)在宇宙中甩來(lái)甩去。

示意圖：一個(gè)在地球同步軌道(dào)上(shàng)的衛星

那(nà)麽，這樣一個(gè)電(diàn)梯又是如何運作(zuò)的呢？

太空(kōng)電(diàn)梯構造：

基座建在赤道(dào)上(shàng)，因為(wèi)赤道(dào)離地球同步軌道(dào)上(shàng)垂下來(lái)的距離最短(duǎn)，能縮短(duǎn)電(diàn)梯的距離。

基座有(yǒu)固定式和(hé)漂移式兩種選擇。其中固定式的比較容易完善周邊的硬件設施（發電(diàn)器(qì)材、指揮所、太空(kōng)港），而且更容易建在高(gāo)山(shān)上(shàng)。漂浮式飛行(xíng)平台則更容易躲避惡略的天氣和(hé)太空(kōng)碎片。

纜繩的材質問題是阻撓太空(kōng)電(diàn)梯發展的最大(dà)因素，人(rén)類已知的材料沒有(yǒu)一種能達到太空(kōng)電(diàn)梯所求的強度/重量比。

用來(lái)測量太空(kōng)繩索比強度的的單位是Yuri。一個(gè)理(lǐ)想的繩索需要3 千萬到8 千萬Yuris。密度超高(gāo)的钛合金隻有(yǒu)30 萬Yuris，而且長度一旦超過2、30 公裏就它就會(huì)斷掉。就連凱芙拉（防彈衣布料）也隻有(yǒu)250 萬Yuris，飛行(xíng)長度并不能超過400 公裏。

然而碳納米管（carbon nanotubes）的誕生(shēng)給了我們希望。這是一個(gè)純碳原子組成的分子，呈吸管狀，厚度隻有(yǒu)頭發的千分之一。如果我們能提煉出100% 純度的碳納米管，它可(kě)以有(yǒu)5 千萬到6 千萬的Yuris。

可(kě)惜，碳納米管是非常新的科學發現，我們制(zhì)作(zuò)它的技(jì)術(shù)還(hái)很(hěn)差。這麽說吧(ba)，世界上(shàng)最長的碳納米管在2013 制(zhì)作(zuò)，霸占了全球的頭條，結果......它隻有(yǒu)半米長。

但(dàn)碳納米管會(huì)是未來(lái)研究的專注項目，它的用處實在是太多(duō)了。而且早在2005 年3 月23 日，美國宇航局就正式宣布太空(kōng)天梯已成為(wèi)世紀挑戰的首選項目。

這麽看，移居火(huǒ)星已經越來(lái)越靠譜了。

為(wèi)什麽火(huǒ)星生(shēng)活這麽難：七個(gè)因素

假設我們解決了所有(yǒu)的交通(tōng)問題，我們的肉體(tǐ)在火(huǒ)星存活的概率有(yǒu)多(duō)高(gāo)？

根據《時(shí)代周刊》發布的一組圖，情況不是很(hěn)樂觀。

這組圖在2015 年發布。時(shí)隔兩年，我們重新討(tǎo)論一下這7 個(gè)因素，以及我們的突破。

1. 輻射

在一個(gè)長達180 天的火(huǒ)星活動中，宇航員受到的輻射是核電(diàn)站(zhàn)工作(zuò)人(rén)員一年的15 倍。

而在電(diàn)影(yǐng)《火(huǒ)星救援》裏，主人(rén)公馬克在火(huǒ)星上(shàng)待了多(duō)560 個(gè)地球日，那(nà)就是核電(diàn)站(zhàn)工作(zuò)人(rén)員一年的45 倍。這麽長時(shí)間(jiān)的暴露，對他的健康應該帶來(lái)了無法想象的傷害。

原書(shū)作(zuò)者在采訪中解釋說，電(diàn)影(yǐng)默認那(nà)時(shí)候的科技(jì)能讓火(huǒ)星基地抵擋輻射。但(dàn)是說實話(huà)，這麽薄的防護在這麽長的時(shí)間(jiān)內(nèi)，根本堅持不了。

如果我們移民火(huǒ)星，輻射的問題必須解決。

太陽風暴侵襲火(huǒ)星

2. 溫度

地球的平均溫度是14 攝氏度，在火(huǒ)星是-63 攝氏度。而且早晚溫差非常的大(dà)，中午會(huì)高(gāo)達30 攝氏度。

所以我們的宇航服也要有(yǒu)非常靈敏的加熱，和(hé)通(tōng)風功能。

在電(diàn)影(yǐng)中，馬克的宇航服非常輕便，他的動作(zuò)非常靈敏。然而原書(shū)作(zuò)者指出這是不可(kě)能的，我們的宇航員還(hái)是需要身穿厚重的白色宇航服，才能保障安全。

3. 大(dà)氣層

火(huǒ)星沒有(yǒu)什麽氣體(tǐ)。地球的大(dà)氣層密度是火(huǒ)星的100 倍，78% 是氮氣、21% 是氧氣。而火(huǒ)星的96% 都是二氧化碳。

值得(de)一提的是，《火(huǒ)星救援》裏開(kāi)頭的風暴是僞科學，作(zuò)者自己也澄清過。就算(suàn)風速達到了每小(xiǎo)時(shí)200 公裏，在火(huǒ)星這個(gè)大(dà)氣缺少(shǎo)的地方，真實的風也就是微風而已，根本不會(huì)有(yǒu)電(diàn)影(yǐng)裏的威力。

不過要是沒有(yǒu)這個(gè)大(dà)風，這個(gè)作(zuò)品就不複存在了。

4. 引力

衆所周知，每個(gè)星球的引力都不一樣。火(huǒ)星的引力隻有(yǒu)地球的38%。

因為(wèi)引力小(xiǎo)了，人(rén)體(tǐ)骨骼會(huì)發生(shēng)改變，甚至變形。我們的心髒也不需要那(nà)麽使勁的地跳(tiào)動，血液循環需要的能量也少(shǎo)了。最終我們的心髒功能會(huì)衰退，讓我們無法返回地球。

5. 太空(kōng)細菌

人(rén)類一直在尋找外星生(shēng)物，但(dàn)是有(yǒu)很(hěn)多(duō)微生(shēng)物是緻命的。很(hěn)多(duō)單細胞生(shēng)物能在非常惡略的情況下存活。

在阿波羅登月時(shí)期，前三批登月的宇航員在回到地球後，被隔離觀察了21 天，就怕他們帶回來(lái)了危險生(shēng)物，或者身體(tǐ)産生(shēng)變化。

看來(lái)如果我們要移居火(huǒ)星，生(shēng)物學可(kě)能會(huì)有(yǒu)極大(dà)的突破。

6. 基礎設施

在火(huǒ)星上(shàng)吃(chī)什麽？電(diàn)影(yǐng)裏馬克是個(gè)植物學家(jiā)，所以他能種土豆吃(chī)，但(dàn)是火(huǒ)星土壤真的安全嗎？

今年7 月，NASA 發布了一條消息，我們也許是可(kě)以在火(huǒ)星上(shàng)種植食物的！火(huǒ)星探測探測器(qì)“好奇号”在土壤裏發現了大(dà)量的水(shuǐ)，每立方就有(yǒu)35 升，看來(lái)我們不用像馬克一樣費勁找水(shuǐ)了。

當然，火(huǒ)星的土并不具備所有(yǒu)的營養，在6 月份更有(yǒu)研究指出火(huǒ)星的土還(hái)可(kě)能有(yǒu)毒。所以我們需要發明(míng)一種過濾方法，以及合适的化肥。

7. 思鄉

人(rén)在火(huǒ)星上(shàng)做(zuò)持續500 天的任務都非常艱難，更不用提永遠待在火(huǒ)星了。在火(huǒ)星上(shàng)，地球化身成萬千星星中的一個(gè)小(xiǎo)光點，你(nǐ)的生(shēng)活一去不複返。

這對一個(gè)人(rén)的心理(lǐ)打擊是非常大(dà)的。在一個(gè)光秃秃的星球上(shàng)，一眼望不到頭，

雖然以現在的技(jì)術(shù)我們還(hái)不足以克服這些(xiē)困難。但(dàn)是就像人(rén)類第一次登月一樣，在我們的不懈努力下，終有(yǒu)一天我們能夠探索這個(gè)龐大(dà)的宇宙的更深處。