这个有毒的星球为何总被我们称作“第二家园”？

当《火星救援》中的土豆在火星中蓬勃生长时，当马斯克预测20年内人类将在火星上建造出一个自给自足的城市时......我们会发现：火星，这颗荒芜的赤色星球，已悄然成为了人类集体想象中的第二家园，承载了人类关于星际迁移的最炽热的想象。

抛开失真的艺术与资本滤镜，一些曾被忽略的命题随之显现：为何人类对“火星”有如此执念？火星移民是否真的具有可操作性？从想象到现实的距离究竟有多远？

这些问题我们也许在《在火星买房：太空移民计划的可行性分析报告》一书中能找到答案。基于宏大的火星移民计划，作者凯利·韦纳史密斯从科学、伦理等多个角度出发解构了浪漫的星际童话，揭露了关于火星的种种真相。从地球到火星，好像真的没有想象中那么简单。

本文摘选自《在火星买房：太空移民计划的可行性分析报告》。经出版社授权推送，篇幅所限内容有所删减。

为什么是火星？

我们接下来要论证的是，为什么火星是太空移民的理想选择。但首先需要明确一点：以地球的标准来看，火星的环境极其恶劣。火星离成为人类的备选家园还有很长的路要走。

设想一下地球上最糟糕的气候场景：海平面上升10米，淹没了纽约市和波士顿；比利时和荷兰等地势较低的国家被海水整个吞没；热浪使得南半球部分地区无法居住；洪水、干旱、野火和巨大的热带气旋肆虐全球；超过一半的物种灭绝；雪山融化或被海水污染，淡水资源枯竭；热带疾病蔓延到原来的温带地区；农作物歉收，人们遭遇饥荒；超过10亿的气候难民冲击着相对宜居的北方国家紧闭的大门，暴力和冲突随之爆发。

这样的地球和火星或月球相比，简直就是伊甸园。地球依然拥有我们可以呼吸的空气，保护我们免受辐射的磁层，甚至很可能还有麦当劳早餐。虽然我们不愿意居住在那样的地方，但这里毕竟是太阳系中唯一一个裸奔 10 分钟还能活下来的星球。

火星对于太空移民者的吸引力不在于它现在的状态，而在于它未来的无限潜能。火星上的化学元素几乎可以满足我们长期居住所需的一切。碳、氧和水等最基本的物质都相对容易获取，至少以太空吝啬的标准来看是这样。因此，火星不仅是我们可以生存的地方，还是我们可以扩展和发展的乐土。只要有足够的时间和努力，火星最终有可能成为人类的第二故乡。

但不得不说，目前的火星环境确实相当恶劣。

反对在火星上定居的理由

像月球一样，火星表面也被一层死寂的风化土所覆盖。虽然风的吹拂会造成一定的侵蚀，但这并不能防止尖锐颗粒的产生。而火星上还有额外的问题——火星表面是有毒的。

高氯酸盐在地球上是一类微量化学物质，它在火星表面土壤中占0.5%到1%。这到底有多严重，取决于你的态度。乐观的太空移民爱好者会告诉你，高氯酸盐可以很容易地反应生成氧气。但我们应该注意到，高氯酸盐是一种相当危险的化学物质。在高剂量下，它们会与人体中产生某些激素所需的碘离子竞争，从而导致甲状腺问题。这对发育中的胎儿和儿童来说可不是好事。

因此，我们更倾向于更悲观的看法。当人们谈论太空时，通常会对他们在地球上绝不会接受的条件异常宽容。想想看，如果你打算生孩子，并在寻找一处宅基地，而一个地产经纪人对你说：“这里很不错，不过我必须告诉你，这片土地的表面含有对儿童有害的高浓度化学物质。而且它们还会被可食用的植物吸收，所以在你种植菜园之前，我建议你先把这些高氯酸盐转化成氧气。”你会怎么想？

火星的尘埃活动比月球要频繁得多。1971年，第一个火星探测器“水手 9 号”接近火星时，科学家们惊讶地发现，火星的红色表面似乎变成了一个平滑的圆盘，原本应该是球形的星体看起来却像是一个平坦的盘子。原来，除了极地区域和高耸的火山峰之外，整个火星都被一场巨大的尘暴所笼罩。

令人震撼的是，从人类的角度来看，火星的大气层非常稀薄——其气压只有地球的 1%，并且几乎完全由二氧化碳组成。然而，尘暴却仍能频繁在火星上掀起巨浪。这也意味着，如果你走到户外，不仅会像在月球上一样迅速死去，而且还会不断面临天空被有毒尘埃遮蔽的危险。

这将使人类不得不待在室内。不幸的是，他们的户外设备，比如太阳能板，在被有毒的风化土覆盖后效能将大为降低。即使没有尘暴的情况下，光伏设备在火星上的性能也无法和地球上的相同纬度地区相比。太阳光遵循平方反比定律，离太阳每远一倍，亮度就会减少 1/4。火星上单位面积的日照量不到地球和月球的一半。

这就引出了移民火星的最大难题：距离。除非有某种超前的推进技术，否则一趟单程旅行将耗时大约半年时间。也就是说，你将在一艘狭小的飞船上度过 6 个月的时光，而这期间你既无法品尝到新鲜的苹果，也无法与法比奥实时通话。而且，你还需要带上充足的物资，包括够用 6 个月的食物、水、内衣和牙膏，其中任何一项都不能有所缺失。假如途中发生了什么意外，要想返回地球将会异常困难，因为前往火星的旅程本就需要极度节省燃料。通常情况下，前往火星的计划是这样的：

简单来说：你会以高速离开地球，在太阳的牵引下逐渐减速。当你抵达目的地时，你的外向动量刚好耗尽，这时你需要燃烧少量的推进剂，转而进入火星的轨道。现在，你可以安心地松一口气，因为此时地球已经在其较短的环绕太阳的轨道上超越了你的位置。

即便是首次火星之旅，离开地球的总时间也将达到两至三年。一旦你开始旅程，直到地球和火星再次接近对齐，你都无法回到地球。这种情况充满风险。当“阿波罗 13 号”任务的服务舱在前往月球的途中发生爆炸时，航天员能幸存下来，部分原因是物理学提供了一条非常短的“自由返回轨道” ，他们只需要耗费极少推进剂就能返回地球。

若在火星使用这种轨道，你返回地球的时间将会超过一年。在月球上，如果出了问题，你还可能通过来自地球的飞船或利用逃生舱得到营救。但如果在火星上出现了问题，很可能就只能依靠自己了。

在火星上，你甚至无法通过实时电话协助进行手术或修复工作。当火星和地球相距最远时，信号的单程传输时间需要 22 分钟。最短时，也需要 3 分钟。

和月球一样，火星上似乎也没有具有经济价值的矿物可供出口到地球。我们有时会在提案中看到氘的身影，这是一种在火星上浓度较高的氢同位素。然而，这比月球上的氦 -3 更为不现实，因为火星离我们更远，其经济价值更低，而且地球上也能较容易地获取氘。还有人表示，在火星上可能会发现稀有元素，因为火星尚未经历过几千年的人类开采。然而，我们并不知道这些元素是否容易获取，即使知道，也不意味着能够立即在火星上进行稀有元素的开采。

因此，即便在热衷火星移民的人群中，火星投资计划的回报也往往集中在服务而非商品上，例如旅游、科学研究和媒体销售等。去往火星可能需要卓越的科学和精湛的工程技术，但想要用这个计划来赚取利润，恐怕只有真人秀能够助你一臂之力。

这就是火星的基本情况。除了在月球上会碰到的各种问题，火星还有毒尘暴和单程半年的飞行时间。那么，为何还有那么多人认为火星是人类理想的第二家园呢？

支持在火星上定居的理由

好吧，火星的地理位置也许不是那么完美，但其在园艺方面的潜力却不可小觑——当然，前提是得先将所有的毒素从土壤中清除干净。但你看，火星拥有你最喜欢的所有元素：氧、氢、碳，甚至连氮也不缺！大量的水资源被锁在火星冰盖中。火星的冰盖中蕴藏着丰富的水资源，即便你向南行至更远的地方，地下的水资源依然相当丰富，而且大气中也含有微量的水分。这比从石头中提取水，或者和杰夫·贝佐斯争夺冰冻的氨化湖泊要容易多了。

虽然火星的大气中 95% 是二氧化碳，但这只对人类有毒。植物非常喜欢二氧化碳，它们用二氧化碳来构建自己的身体，并且还能释放出游离氧。还有萨巴蒂尔原理，你可能没听说过，但火星移民爱好者们倒是对此了如指掌。如果在一个太空移民会议上大声背诵反应物的名称，一定会有人回答相对的反应产物是什么。

只要加入二氧化碳和氢气，就可生产出甲烷和水。在紧急情况下，充分的水资源能够保你三天内不会脱水而死，但从长远看，甲烷可能更具价值。如果你感觉对甲烷非常熟悉，那是因为它是肠胃胀气里常见的成分。不同于人们的普遍看法，实际上甲烷是无味的。另外，甲烷可以与氧气反应后燃烧，因此可以用来为火星探测车以及定居点提供动力，同时，甲烷在液体形态下也是一种优秀的火箭燃料。如果你是火星的首批探索者之一，那么主要任务之一可能就是进行化学反应，为返回地球的旅程积累甲烷。

虽然所有这些听起来并不轻松，但与月球相比，火星上的条件要好得多。在月球上，绝大部分氧气都封存在岩石中，大部分碳则都堆在排泄物收集袋中。而在火星上，氧气和碳都飘浮在空中。虽然火星表面仍然缺乏某些元素，但我们需要的其实只是微量的这些元素。你可以更容易从地球运送钾、硼和锰这些元素，这比起运送一整个农场的碳要容易得多。

火星的气候意外地宜人，至少对于太空标准而言是这样。通常来说，如果我们到一颗行星上，最常见的命运不是被烤熟，就是被冻僵或压扁。但在火星上，虽然全球平均温度为零下65℃,冬天两极的温度可降到零下140℃,但不至于把人冻僵。举个例子，1983年南极的东方站记录到的最低温度是零下89℃。而在火星靠近赤道的地区，夏天的温度大约可以达到21℃或 70°F。加上与地球相似的 24.7 小时日夜周期，这里简直就像是我们的另一个家园——尽管外面有无边的荒凉风景和会笼罩整个世界的毒素风暴。

虽然火星与地球相距甚远，但作为发射点，它确实具有一定的地理价值。我们对小行星采矿业的前景持保留态度，但未来如果人类有能力从处理小行星中获利，火星就显示出其独特的优势。火星靠近主带小行星，其 40%的地球引力和稀薄的大气层将使火箭发射比在地球上容易得多。或者，如果可以实现，在火星的小卫星上发射是更为理想的选择。

在一些设想中，这将形成一个三利互换的循环——将高科技产品从地球运送至火星，火星再将食品和其他低科技资源运送给小行星带上的工作人员。在小行星上，人们开采金属等有价值的原材料，然后运送回地球。当然，届时我们需要制定非常严格的规则，以防止有人将 100 吨的金属块直接掷回人类的发源地。

火星上没有月球那样的稀缺地产——不过，这主要是因为火星上有更多的好地方可供选择。不同的探索计划关注不同的地区，关键问题是，我们应该选择前往水冰丰富的寒冷极地，还是前往可能需要挖掘地下水资源的温暖赤道？或许可以选择前往火星的熔岩管。尽管它们不如月球上最大的熔岩管那样庞大，但仍然比地球上的熔岩管更为壮观。

或者，应该去寻找火星上可能存在的另一种东西，这种东西非常有价值，可以证明我们有理由为开发近期定居点而花费巨资——外星生命。直到 1968 年，阿瑟·C.克拉克在他的著作《太空的承诺》中写道，“……植物生长的证据令人印象深刻”。不过后来证明，火星上季节性扩张的黑暗区域并非植物，而是尘暴。

20世纪70年代，在“海盗号”探测器的一项实验中，科学家们将一种营养液添加到装有火星土壤的容器中，结果立即产生了生命的化学迹象，这再次燃起了人们的希望。自那以后，人们对这一现象的意义一直争论不休，主流观点认为，考虑到反应的高速度，这种现象更可能是化学反应而非生物反应。尽管随后的火星探测确实未能检测到生命的存在，但发现了丰富的证据，表明火星在过去曾拥有一个温暖湿润的环境，至少在那时，我们所知生命所需的条件曾经存在过。

如果火星上的某个地方还有生命存在，熔岩管可能是它们最后的避难所。如果这是真的，我们可能终于有机会接触外星生命，检验它们的营养价值。但问题在于，尽管火星的微生物可能价值连城，但如果我们不慎消灭了我们所遇到的唯一的外星生命，那风险也是巨大的。因此，我们有充分的理由慎重考虑是否移民火星，或者至少在极其谨慎的情况下才考虑移民。

谁想去火星？

……几乎每个想要进行太空移民的人都想去。火星是人们最常提议用于太空移民的地点，主要有两个原因：第一，它拥有我们所知的生命所需的一切生存条件；第二，太阳系的其他地方相比之下要糟糕得多。虽然太阳系广阔无垠，但真正适宜人类居住的地方却少之又少。如果你将月球和火星视为人类文明可选择的未来家园，那么火星的土地就占了80%。

在遥远的未来，我们有可能对火星进行地球化处理，也就是改造它的气候，使其更适合人类居住。有人提出可以使用巨型核武器或改变天体的轨道，让其撞击火星的两极冰盖，将水蒸气释放到空气中，产生温室气体效应。通过这种方法，我们可以使火星变得更温暖、更湿润，为引入植物创造条件。将来，这可能会成为一个人类不穿压力服就能外出的世界。

不过，我们并不打算过多探讨这一点，因为这种技术在未来很长时间内都不太可能实现，而且，使用核武器和巨大天体来永久改变唯一适合定居的行星的气候，势必会引起一系列复杂的国际法问题。但是，如果你认同我们之前的观点，即“等待，然后大举前进”是太空移民的正确道路，那么火星地球化无疑是这一目标的终极版本。