太厲害了，我國祝融號火星車在火星上發現了新的有關「水」的證據！

2021年5月15日，祝融號火星車在北半球一個名為烏托邦平原的大平原上降落，旨在尋找古代生命的跡象，科學家們認為這裡曾經有過一片海洋。火星車研究了該平原中的礦物質、環境和水冰分布，並將信息發送回了環繞火星飛行的天問一號軌道飛行器。

根據傳回地球的數據，科學家們初步判斷某個時間點火星處於乾燥寒冷的時期，幾乎沒有水資源。而最新的證據表明，火星在那個時間點含有豐富的水資源，也就是說我國祝融號發現的新證據，表明水在火星上存在的時間比此前科學家們預期的要長得多。

2022年5月11日，《科學進展》雜誌上刊登了一篇文章，詳細介紹了祝融號火星車發現的這個新證據和相關研究。另外，這些發現還表明，在水合礦物甚至地面冰中可能儲存有相當多的水，而這些水可供未來載人火星探測任務使用，甚至可以作為未來人類移民火星水資源的重要來源。

從人類目前對火星的探測程度來看，我們已經能夠發射火星車對火星進行研究，那麼未來人類想要移民火星的話，至少還需要完成哪些任務呢？下面我們一起來開開腦洞，聊一聊人類距離移居火星還有多遠的路要走。

簡單了解一下火星環境

火星是距離太陽第四近的行星，公轉軌道位於地球公轉軌道的外側。火星的半徑只有地球的一半左右，體積是地球的15%，而質量只有地球的11%，那麼在火星上感受到的重力也小得多，只有地球上的38%。

與地球上覆蓋著厚厚的大氣層不同，火星表面的大氣層非常稀薄，平均大氣壓強只有700帕，還不到大氣壓強的十分之一。大氣稀薄也就意味著溫室效應較差，無法鎖住太陽光照射帶來的熱量，再加上火星距離太陽相對地球較遠，位於宜居帶邊緣，這使得火星表面的平均溫度低至零下55℃，而且溫差跨度很大，達到了160℃。

從目前的探測結果來看，我們已經基本確定火星是一個毫無生機的星球。火星沒有磁場，無法屏蔽太陽風的帶電粒子，這讓火星表面直接遭受宇宙輻射，是一個強輻射的環境；火星空氣稀薄，而且引力只有地球的38%，那麼火星上很容易形成大範圍的沙塵暴，不過風力很小，只相當於地球上的微風拂面。

火星上沒有液態水，表面極度乾燥，到處都是由紅色土壤組成的戈壁沙漠。兩極覆蓋的白色冰蓋也不是固態水，而是大氣中的二氧化碳凍成的乾冰。至於說火星上可能存在水，指的是地下湖泊，很可能是以固態形式存在，還有一些是以水和礦物的形式存在。

火星表面呈紅色，是因為土壤中含有大量的鐵元素，鐵元素與空氣中的氧元素生成鐵的氧化物，說白了就是鐵鏽，所以是紅色的。土壤中含有氧化物也是火星過去存在水資源的證據之一。

總之火星上是一種極度乾燥、非常寒冷、輻射強烈、沙塵暴肆虐、毫無生機的紅色星球，沒有生命，也不適合人類直接居住。

2021年10月，美國毅力號火星探測器團隊在《科學》雜誌上發表論文，宣布了火星探測成果。過了不到一個月，我國天問一號火星探測器科研團隊，在科學期刊《伊卡洛斯》上發表論文，也發布了獨立的探測成果，這兩個團隊都證明了火星上儲藏著豐富的水。此次我國在《科學進展》期刊上發表的研究論文，再一次表明火星上存在水的證據，這些研究成果都指向一個方向，那就為人類移民火星埋下了可能性！

那麼從目前探測火星的進度來看，人類還要經過至少幾步才能移民火星呢？以下是一些開腦洞的內容：

第一步：採集火星樣品並帶回地球

以當前的技術，人類正處於發射火星車收集數據以及拍攝照片傳回的階段，如果參照人類探測月球的流程的話，火星探測的下一個任務應該是採集火星土壤樣品並帶回地球進行分析。而這項任務，世界上多個國家已經在進行規劃了：

美國宇航局和日本宇航局相互配合，計劃在2026年和2027年兩年內，從火星和火衛一上帶回樣本，而且日本宇航局把火衛一樣本返回探測器的科學儀器都已經造出來了。我們國家也計劃在2028年前後，實施火星取樣返回任務。

有人可能會問，人類在五十多年前就已經可以載人登陸月球，並輕而易舉地將月壤帶回地球，為什麼火星探測的進度如此之慢，帶回樣品都要幾年後才能實現？當然是因為從火星上取樣要比登陸月球難得多！

月球距離地球為38萬公里，而火星距離地球最近的時候也有5500萬公里，而最遠的時候達到了恐怖的4億公里，是地月距離的1000倍還多。而且火星圍繞太陽轉一圈需要687天，地球的公轉周期是365天，這導致從地球上發射火星探測器的時間窗口非常稀缺，26個月才出現一次，這也是各個國家扎堆發射火星探測器的原因，一旦錯過了就要等待兩年多。

距離遠、發射窗口期稀缺導致火星探測器的發射沒辦法像探測月球那樣頻繁，而且探測器抵達火星後無法進行實時遙控，因為無線電信號往返地球與火星一趟至少需要20分鐘，從地面發送一條指令，要10分鐘才能抵達火星。

這還只是向火星上發射探測器的困難，那麼從火星上返回的難度可想而知。從地球發射探測器需要至少7個月時間才能抵達火星，這使得運送物體到火星非常艱難。舉個簡單的例子你就明白了：

承載好奇號火星車的是宇宙神5-541重型火箭，核心推動部分包括了1個宇宙神-5型核心級、4個固定助推器和1個半人馬上面級發動機，使用了5.4米直徑的超大整流罩。該火箭的重量高達531噸，而負責運送的好奇號組合僅重3.8噸，運載效率僅為0.7%。而且好奇號組合體絕大部分重量是為火星車降落準備的，火星車核心部分僅為0.9噸。

如果想要從火星上帶回樣品的話，還要增加返回時所需要的載荷，這得需要多大運力的火箭才能完成！

但不管怎樣，人類想要載人登陸火星以及未來移民火星的話，從火星上帶回樣品並進行分析這一步驟絕對不能少，所以說探測火星接下來的任務就是從火星上取回樣品。只有對火星土壤樣品進行分析，進一步了解火星環境和演變過程之後，才可以進行火星探測的下一步計劃：載人登陸火星。

第二步：載人登陸火星

從火星上取回樣品之後，下一步的計劃就是載人登陸火星了，這可不是痴人說夢。美國的獵戶座計劃在2025年前後進行首次火星探測任務，並在2030年左右衝擊載人探測火星任務；我國在2017年公布的航天規劃中也提到，計劃在2040年前後多次完成星際往返任務並探索人機協同深空探測技術，這意味著到那個時候，我國在地球與火星之間載人往返將成為一種常態。

載人登陸火星比發射火星探測器的難度要大得多，不僅需要更大的運力運送足夠太空人往返所需的物資，還要完整的生命保障系統維繫太空人的生存。我國神舟十三號航天員在空間站執行了6個月的飛行任務，就需要天舟三號運送6.8噸的相關物資，而前往火星所需的時間至少需要7個月，算上返回時間的話，至少要14個月，載人登路火星的難度可想而知。

不過令人興奮的是，人類已經研發出新一代的重型火箭太空發射系統以及與之搭配的載人飛船，將人類送往火星並非幻想：

美國的獵戶座載人飛船返回艙和推進艙總重達到了26噸，足以支持太空人前往小行星帶進行火星探測，其發射系統的運載能力，已經達到了土星五號的級別。俄羅斯正在研發下一代聯盟-5型超重型火箭，該火箭擁有100噸以上的近地軌道運載能力，預計2025年前後成型。

總之在未來人類移民火星之前，載人登陸火星這一過程必不可少，其實空間站計劃也可以算作星際移民的一部分，太空人長期在軌飛行的的實驗數據，可以為將來星際移民積累經驗。

第三步：建造火星基地

從目前火星上的環境來看，人類是無法直接在火星上生存的，那裡極度乾燥、嚴重缺氧、高強輻射、溫度極低，根本不適合人類長期居住，因此未來人類移民火星也不太可能直接生活在火星上，而是建造適合人類生存的火星基地。

那麼要如何在火星上建立適合人類生存的密閉空間呢？總不能從地球上運送一磚一瓦以及生活物資前往火星吧，那移民火星還有什麼意義呢？

其實以目前的技術以及短時間內可以獲得的技術，人類完全有能力在火星上就地取材，創造出一個擁有氧氣、水源和食物的生命保障系統，讓人類長期定居火星。

首先是水源的問題：

火星上極度乾燥並不是說火星上沒有水，而是沒有液態水。但是從目前掌握的證據來看，火星上存在大量的固態水或者水合礦物質。美國NASA在2018年時就已經發現了火星南極冰蓋下1.5公里處，有一個直徑大約20公里的地下湖泊。2021年6月，歐洲航天局「火星快車」軌道器傳回的數據表明，火星南極周圍有幾十個雷達反射區，顯示那裡可能存在幾十個地下湖泊。我國的祝融號火星車此次發現的證據，也表明火星上存在大量的水和礦物。

也就是說火星上的水雖然不是以液態的形式存在，但存在大量的固態水，我們完全有能力像採集礦石那樣從火星地下採集固態水，再把這些固態水轉換成人類生存所需的液態水，水資源的問題可以解決。

其次是氧氣來源的問題：

其實有了液態水，氧氣的問題也就容易解決了，直接電解水就可以獲得氧氣，這項技術我們已經完全成熟，空間站上航天員長期在軌生活所需的氧氣，就是通過電解水來獲得的。另外，電解水所需要的電力完全不用擔心，火星上的光照足夠太陽能電池板將其轉化為電能，而且太陽輻射中的帶電粒子，可以直接將水分解成水和氫氣，不僅解決了水源問題，還可以把氫氣當做能源來用。除了電解水，我們還可以充分利用火星大氣中的二氧化碳，通過還原反應將二氧化碳製成氧氣和一氧化碳。

第三是食物來源問題：

在火星上種植農作物並非不可能，火星上的光照足夠植物生長所需。有水、二氧化碳、氧氣和光照，建造一個農業大棚當然不在話下，在大棚里不僅可以種植農作物，還可以種植各種蔬菜水果。

有人可能會問植物生長所需的重力問題怎麼解決？荷蘭經濟部曾與美國宇航局做過一次大型的零重力栽培實驗，模擬火星土壤環境，栽培時間為50天，結果每顆種子都發芽了，而且絕大部分植物都長成的植株，也就是說在火星表面重力較小的環境下，種植植物完全沒問題。

所以你看，就以人類當前已經擁有的技術，就可以設想出在火星上建造基地的方案，能做到就地取材，創造出人類生存所必需的水、氧氣和食物等，建造火星基地是人類移居火星的最後一步。

結束語

我們目前對火星的探測雖然還處於初級階段，但是載人登陸火星甚至移居火星都不是天方夜譚，以上內容就是結合當下的技術開的腦洞，相信未來人類完全有能力移居火星。

不過在此之前，人類探測火星還是要按部就班地進行，發射探測器收集火星數據、從火星上帶回土壤樣品、載人登陸火星以及建造火星基地等過程，一個都不能少，人類距離移居火星還有很長的一段路要走。

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