气候变暖导致极端天气事件持续增多，其引发的连锁反应正在对这颗蓝色星球进行重塑。海洋在不断升温，大量物种走向灭绝，干旱与洪涝交替着疯狂肆虐……人类唯一的家园似乎变得越来越不适合居住了。
2024 年 10 月，埃隆·马斯克的太空探索技术公司（SpaceX）的新一代重型运载火箭“星舰”首次成功进行了一项技术验证。这项技术是“筷子夹火箭”技术，即通过发射塔的机械臂在半空中成功捕获并回收了火箭的第一级助推器。与此同时，通往太空家园的机遇之门似乎正缓缓开启。这一突破表明 SpaceX 在火箭复用方面有了重要的迈进，为未来的载人太空探索任务提供了基础。
美国SpaceX“星舰”发射现场（图/新华社发）
不过，这仅是马斯克为达成一个更具胆量的设想而迈出的首个步伐。在未来的 30 年时间里，他期望能在火星上构建一座能够自给自足的、可以容纳百万人口的城市。
定居火星的生活是怎样的呢？美国的生物学家凯利·韦纳史密斯与漫画家扎克·韦纳史密斯这对夫妇对其进行了深入的探讨。他们历经 4 年去研究人类怎样才能在太空定居。最开始的时候，他们期望能给人类未来的太空生活提供一份基础性的指南。然而，随着研究的不断深入，他们对火星移民是否可行产生了疑虑。
火星大气能呼吸吗？
说说火星这个目的地。火星有一些吸引人的特质：它相对靠近地球；水源较为充足；昼夜长短和地球相近；还富含支持人类生命所需的化学元素。火星的温度低至-153℃，不过和太空环境相比，这个温度不算极端。并且，火星上有些地方表面温度能达到 20℃，这对人类来说很舒适。SpaceX 公司表示：“火星上有点冷。不过人类总有办法让气候变暖。” 并且还戏谑地这么说。
温度只是其中一个因素。火星实际的生存环境与地球差别极大。对人类来说，踏上火星就如同进入一个能瞬间致命的“毒气罐”。以空气为例，火星大气主要由二氧化碳构成，其占比高达 95.3%。这对植物或许“友好”，但人类若进入这样的气体中，会很快窒息而亡，除非穿戴相关防护设备。
宇宙辐射是更严峻的问题。地球有着稠密的大气层以及强大的磁场，它们能够有效地屏蔽高能辐射给人类带来的危害。然而，火星上既没有能覆盖整个星球的磁层，其大气密度也仅仅是地球的 1%。正因如此，大部分宇宙辐射能够直接抵达火星表面。
宇宙辐射和我们通常在地球上所感受的辐射不一样。实际上，我们对宇宙辐射的影响到底有多大完全不清楚。因为，就算是生活在环绕地球轨道运行的空间站内的宇航员，也在很大程度上受到地球磁场的保护。这就意味着，对于宇宙辐射对人类或者人类送入太空的其他生命的影响，我们几乎没有相关的数据。现有研究普遍认为，长期处于高剂量宇宙辐射的环境中，会使得罹患癌症的风险增加。 现有研究普遍认为，长期暴露在剂量较高的宇宙辐射之下，会让罹患癌症的风险有所提升。 现有研究普遍认为，长期处在高剂量的宇宙辐射里，会致使罹患癌症的风险增大。
当我们要在火星上造房子时，必须考虑“防辐射”这一因素。你也许会幻想，宾客们在闪烁着光芒的玻璃穹顶之下欢聚一堂，推杯换盏，对着太空数星星。然而，这种情况可能永远不会在火星上出现，因为辐射能够穿透玻璃。人类所需要的是带有厚重防护屏障的建筑物。研究人员认为，最佳的选择是居住在由远古熔岩形成的幽深洞穴中。或者，利用火星的原生材料来建造避难所。总之，我们得让自己处于火星尘埃之中。
“祝融号”火星车拍摄火面地貌（图/新华社发）
火星上的尘土叫“表岩屑”，埋进土里就安全吗？准确来讲，它看起来与地球沙尘相似，但因缺乏风化作用，颗粒边缘往往凹凸不平，甚至锋利无比。长期吸入这种物质，可能会使人类患上类似矽肺病的呼吸系统损伤疾病。矽肺病是工人在石料加工或建筑施工过程中，因吸入硅尘而引发的疾病。这种疾病会导致一系列呼吸方面的问题，在严重的时候甚至会导致死亡。另外，火星岩屑中掺杂着高氯酸盐，这种高氯酸盐会干扰人体的碘代谢，长期接触会引发甲状腺方面的问题，对于孕妇和儿童来说尤其危险。
火星上怎么种粮食？
在火星上种出足够多的粮食极具挑战，这是因为我们对火星的生态系统了解甚少。
地球与火星的距离最远能达到 4 亿千米，最近也超过 5000 万千米。通过计算轨道周期可以得知，这两大行星每隔大约 780 天才会短暂地靠近一次，也就是所谓的“会合周期”。这就意味着，如果航天器依靠化学能动力，完成从地球到火星的单程飞行需要半年多的时间。因此，定居者每次在火星上至少要停留一年，以便等待两颗行星之间距离足够近的回程“窗口期”。
这一年里，火星移民的食物必须要自己生产。因为火星的自然条件，在火星上种植来自地球的粮食作物，一方面需要农业设施，另一方面还需要精密的回收利用系统，通过这些来构建一个能够自我循环的封闭生态系统。这套闭环回路生命保障技术通俗来讲就是：在火星或月球等太空环境里，对有限的资源进行反复处理和再生，以此持续地生产出食物、氧气和水，目的是保证为系统内的人员提供最基本的生存必需品。然而到目前为止，人类在这样的封闭系统中生活并不擅长。
20 世纪 90 年代，美国在亚利桑那州的沙漠中开展了“生物圈 2 号”微型人工生态循环系统实验项目。8 名实验人员在这个系统内生活了两年。在这个生物圈内，只有阳光和当地电网提供的电力是从圈外输入的。实验进展得很顺利，没有受试者死亡。然而，所有人都饿极了。他们每天要进行 8 至 10 小时的体力劳动，每周劳作五天半。这样的劳作使得女性体重减轻了 10%，男性体重减轻了 18%。另外，生物圈 2 号中的二氧化碳含量曾有过一次大幅上升，圈内的居民们因此遭受到了严重的头痛和不适。
“生物圈 2 号”有一个微型的人工生态循环系统（图来自“生物圈 2 号”官网）
此后，类似的实验数量极少，同等规模的实验更是从未开展过。到了 2014 年，我国研究人员成功开展了一个为期 105 天的项目，即“月宫一号”。这是中国的首个永久性天基生命支持人工封闭生态系统。一开始，因为“月宫一号”装置内缺乏足够的植物去吸收 3 名男性受试者呼出的二氧化碳，所以导致二氧化碳浓度剧烈波动，系统内的生存环境并不理想。后来，其中 2 名男性被替换成了女性。之后，二氧化碳浓度稳定在了较低的水平，并且空气质量也得到了改善。
“月宫一号”在多方面取得了成功。其一，受试者能够将水完全回收利用。其二，在饮食方面，装置内种植出来的食物在“月宫”受试者摄入食物中所占比例为 78%。
值得一提的是，该装置利用了一种蛋白质来源——昆虫，这种昆虫通常被建议用于太空定居点。昆虫繁殖速度快，不占空间，以食物残渣为食，并且蛋白质含量高。研究人员建议使用的昆虫有蟋蟀、蚕、黄粉虫、天蛾、药材甲、白蚁和苍蝇。“月宫一号”受试者使用了黄粉虫，经过调味后，他们对黄粉虫的评价很不错。不过，人们能否接受长期食用昆虫，这点仍然存疑。
在火星上会抑郁吗？
即使生存问题得以解决，火星移民依然要面对社会与心理方面的挑战。在“生物圈 2 号”实验里，受试者之间的关系曾一度极为紧张，还出现了互相吐口水的状况。并且，这场冲突是在一个 1.2 万平方米的设施中发生的，相较于早期的太空前哨基地，“生物圈 2 号”或许已经算是比较宽敞的了。二氧化碳浓度过高会引发头疼问题，还会导致体内热量流失，并且会引发人际冲突等情况不时出现。这些情况使得部分受试者在试验的早期就开始寻求心理援助。
对于火星移民而言，情况会变得更糟。地球与火星之间的距离很遥远，这就导致两地单程通信的延迟时间处于 4 到 24 分钟这个范围。“生物圈 2 号”的那些受试者还能够通过与家人、朋友以及心理专家进行实时通话，以此来克服心理压力。然而，在火星上，人类几乎只能依靠自身。
抑郁情绪艺术创作图（AI作图）
此外，定居外太空所面临的身体健康问题不可忽视。即便身处地下掩体，在避开宇宙辐射和岩屑威胁时，人类仍可能遭遇多种严重的健康风险。火星的重力仅为地球的 40%，在这样的条件下长期生活，对人体健康究竟会产生怎样的影响，我们了解得很少。40%的重力是否足以避免骨质流失、肌肉萎缩和视力下降呢？或许，结合额外的锻炼以及药物干预，能够在一定程度上缓解这些问题。然而设想一下，在完成自给自足所必需的繁重劳动之时，在避开其他同住人可能的飞沫攻击之际，在吃完黄粉虫饼干之后，在喝下循环利用的尿液之后，经历了如此漫长且艰难的一天之后，又有多少人还愿意去爬上健身自行车呢？
从已有的相关研究项目里，我们获得了许多经验。同时，我们也吸取了不少教训。然而，在马斯克所设想的 100 万人踏上火星之前，我们必须要掌握更多可靠的资料。
火星上能生儿育女吗？
对于有意在太空中定居的人来说，更值得忧虑的是，目前我们所掌握的所有关于人体在太空生存的数据，仅仅局限于那些在太空生活了一年半或者更短时间的成年人。并且，一座能够实现自给自足的太空城市，必然要具备能够繁衍后代的能力。
受孕、怀孕、分娩以及婴幼儿的生长发育等整个过程，能够在火星环境下顺利进行吗？显然，对于这些问题我们几乎没有任何了解。关于非人类动物在太空中繁殖的研究非常少，并且主要是依靠空间站实验，而空间站的辐射水平和重力条件与火星是完全不一样的。
要对在火星上孕育生命的风险进行科学评估，就需要开展长期的生物学研究。马斯克的火星移民计划显然没有将这一点充分考虑进去。当然，并非只有马斯克忽视了这一问题。比如，有人提出，地球上有许多女性在恶劣的环境中依然能够顺利地分娩，甚至在没有医疗干预的情况下也能做到，这暗示着在火星上生育或许也不会构成大问题。这种观点忽略了许多女性因缺乏医疗护理而丧生的现实，并且不能成为在另一个星球沿用同样做法的正当理由。
这是否意味着，面对任何前往火星的邀约，人们都应当以礼貌且坚定的态度予以拒绝呢？事实或许并非如此。然而，火星移民将会是一个历经漫长且充满艰难的过程。要实现成功的太空移民，必须依托庞大的数据作为支撑，而这些关乎人体生理与心理的数据是极其难以获取的，因为太空环境从本质上来说是人类在进化历程中从未适应过的陌生领域。
此外，移居火星涉及太空法律和国际关系。在连可呼吸空气都需精确配给的条件下，如何构建稳定的社会结构等诸多问题也需要考虑。随着航天技术的发展以及实验数据的积累，如何负责任地推进地外探索，这将成为一个不可忽视的议题。
