天文系副教授告诉你人类移民火星最大的问题

网易科技：地球已经不能满足人类探索的需求了吗?我们为什么要将神秘的宇宙作为新的探索目标?

张帆：首先，地球已经不能满足人类探索的需求”其实并不完全是我们去宇宙的原因，相比“蛟龙号”进入深海要面对几百个大气压，太空是真空环境，只需要裹住仓里的一个大气压，这方面反而容易一些。

太空探索的关键问题是得把飞船打到天上去，很费燃料，换句话说就是很费钱，返回的时候由于地球上有大气，飞船在大气里下降速度快导致摩擦生热燃烧，所以保护也非常棘手。

所以在太空探索时，能否避开进入和逃离大气层，就直接在太空里面造太空飞船，避免摩擦燃烧，也不需要让它逃离哪个引力场是一个值得研究的课题。这种想法从某种程度上催生了现在比较流行的“太空挖矿”，太空挖矿的一个目的就是拉一个小行星到地球附近，在上面把小行星上的东西变成可以3D打印的材料，之后直接在太空站把飞船尤其是比较重的部件做出来。这些事情做到了的话，太空探索比钻到地球深处甚至内部更方便。

另外我们探索宇宙，尤其是行星探索，除了建一个新的基地以外，对地球还有很重要的参考意义。地球上的环境比较特殊，是有可能会变的，不光是全球变暖问题。当地球发生极端变化的时候，人类怎么样能够生存，我们可以从火星、金星的探索里，学到在极端环境下的生存之道，对将来长期在地球上生存，也有很重要的意义。另外，即便只是为了了解我们地球上现有的各种地质、地磁等现象的来源，探索其它行星也是非常有效可行的获取线索和比对数据的方法。

网易科技：在登月完成后，人类为什么会选择火星?

张帆：近期来看是技术上可行，远期有一些很明确的科学，甚至社会学的目标。火星还是挺有意思的，但其实还不是一开始就选了火星。首先考虑的问题其实是得离得近。因为距离远通讯信号就弱，导航也很难。而且如果去到外太阳系，距离太阳远，能量供给很难保证，得用大量核电池，如果发射失败爆炸了肯定不是什么好事。而去近的地方有两个选择，往内走有金星，往外是火星。

其实上世纪中叶金星更受欢迎，因为金星跟地球尺寸基本一样，里面的岩石结构的构成也基本一致。而火星其实只有地球质量的1/10，它更像一个大一点的月亮。而且金星的外面被一层云包裹，看不见里面到底是什么，所以早先大家想象在里面可能有生命。早期尤其是苏联做了很多金星探索。

但是金星上存在不可控的温室效应，地球上如果人类不加以控制可能也会发生类似的事。温室效应导致金星表面温度高达500度左右，比距离太阳更近的水星温度还高，其大气里也基本已经没有水了，水全都蒸发到特别上面，太阳光把它电离变成氢和氧，氢很轻，上浮跑到太空里，没办法再回来形成水。所以金星很干，也特别热，不太可能有生命，探索价值有限。

金星的大气压还特别高，表面大概是90个大气压，跟深海1000米是差不多的。可以想象要是去金星载人探险，得把蛟龙号一样沉的飞船打到太空，即使有钱技术上也不一定达得到，所以金星探测比较困难。

其实即便是无人探测器也很难抵受这样的高温、高压。另外金星上的云实际是硫酸，会腐蚀。苏联打了很多探测器上去，有一个成功着陆，也只工作了二十几分钟就挂了。所以金星基本上探测就先告一段落了，但之后并非没有可能继续对金星进行探索。

有一种可能性，不完全降到地面，降到大概几十公里的高度，用气球飘在半空，那附近大概是一个大气压，引力又跟地球差不多。但是还是得带氧气面罩，穿一些不被酸雨腐蚀的衣服。

去火星反而比较容易，虽然火星比金星略远，但是火星比较适宜登陆。

火星环境和金星正好相反，经历了不可控的冰箱效应。火星气候很冷，大气压特别低。由于小，所以形成之初的余热坚持不了太久，火星里面大概是四十亿年之前可能冷却了，冷却之后发电机效应没了，磁场消失。现在有一些磁场的遗迹，但是没有像地球南北极之间的大磁场，没有办法保护行星，太阳风直接吹到电离层上面，把大气层的带电粒子吹跑了。而且火星质量只有地球的1/10，引力能够束缚到多少大气也是个问题。所以火星的大气非常稀薄，大概只有地球的1%。

火星的环境也比较恶劣，上面有很多特别细的像烟一样的粉尘，很容易被风卷起来，形成席卷整个火星的沙尘暴，电影火星救援里的大风暴是真实存在的，但是电影不太真实的一点是，火星上大气稀薄，风速即使很高但没什么劲，不会把东西吹得到处乱跑，所以实际上危害没有那么大。

长期的考量是，我们有很多人提到去火星移民或者是建一个大的基地，甚至把火星整个气候改造，变成一个宜居的度假胜地，这实际上很困难的。