隨著地球環(huán)境惡化，不再適合人類居住，在火星上建立新家園迫在眉睫。2026年，經(jīng)過層層選拔，最終100個(gè)人類(男女各50人)被選為第一批火星移民，前往火星進(jìn)行探索，并對火星環(huán)境進(jìn)行改造，建設(shè)火星棲息地。這些來自不同國家的各領(lǐng)域精英懷揣著夢想飛往火星。到達(dá)火星之后，他們遇到種種困難，但經(jīng)過多年的努力，最終火星城市建立起來了……

　　這是美國科幻作家金·斯坦利·羅賓遜1992年出版的的科幻小說《紅火星》中對人類移民火星的描述。然而現(xiàn)實(shí)中，至今還沒有人類登陸火星，登陸火星的探測器也屈指可數(shù)。這是因?yàn)槿祟惽巴鹦堑穆飞嫌刑嗟摹敖O腳石”。

　　太空環(huán)境對人類不友好

　　前往火星是一個(gè)漫長的旅程，少則需要數(shù)月的時(shí)間，多則兩三年。火星之旅中，人類將不可避免地出現(xiàn)各種健康問題。

　　遍布宇宙的宇宙輻射是阻礙人類前往火星的一大障礙。在一些研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，宇宙射線會導(dǎo)致人出現(xiàn)焦慮的情緒，使人記憶力衰退。不僅如此，已有的研究還表明，宇宙輻射和太陽風(fēng)會導(dǎo)致DNA損傷，從而使人患上癌癥，還會損害人的神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)，并可能導(dǎo)致腦部疾病。

　　以人類目前的技術(shù)，建造的飛船能抵擋大多數(shù)輻射，但是在太空中的時(shí)間太久，受到的輻射仍會對人產(chǎn)生不良影響。而火星大氣與地球大氣相比稀薄了100多倍，宇宙輻射很輕易就能到達(dá)火星地表。在火星上活動(dòng)的人時(shí)刻都遭受著高劑量的輻射，這將會對他們造成傷害。

　　待在飛船中是避免遭受高劑量輻射的好辦法，但是，長期處于低重力環(huán)境中，人的循環(huán)系統(tǒng)、大腦和平衡系統(tǒng)將受到干擾。研究顯示，在低重力環(huán)境下，體液傾向于流向頭部和上半身，導(dǎo)致大腦位于顱骨中較高的位置。這還會導(dǎo)致宇航員的眼睛后部變平，從而影響他們的視力。

　　不僅生理受到影響，在漫長的太空旅行中，人的心理也會受到影響。密閉的環(huán)境讓人變得煩躁、易怒，情緒變得低落。這就是為什么宇航員需要在洞穴中或者其他隔離空間中進(jìn)行模擬訓(xùn)練的原因之一。

　　火星之旅還未啟程

　　更重要的是，人類還沒有建造出適合載人飛往火星的安全的飛船。到目前為止，大多數(shù)火星任務(wù)只是飛越火星或者繞火星運(yùn)行，在著陸火星的任務(wù)中，只有大約40%是成功的，而且都是沒有載人。

　　目前，一些國家已經(jīng)開始了登陸火星的計(jì)劃，比如美國宇航局計(jì)劃在2030年將宇航員送往火星，中國計(jì)劃在2033年開展載人火星探測任務(wù)等。為了登陸火星，科學(xué)家們也開展了一些模擬火星生活的實(shí)驗(yàn)。比如2011年，由俄羅斯組織、多國參與的火星-500模擬實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在520天中，模擬飛往火星、登陸火星、返回地球的全過程;2015年，美國宇航局召集6名科學(xué)家，在夏威夷的一個(gè)與世隔絕的實(shí)驗(yàn)室中，進(jìn)行了為期1年的火星生活模擬實(shí)驗(yàn)。

　　不過，目前各國、各機(jī)構(gòu)的都只是計(jì)劃將數(shù)名宇航員送往火星，而且很可能只提供單程票。美國的SpaceX的火星計(jì)劃則更加宏大，他們首次載人火星任務(wù)計(jì)劃將12名宇航員送到火星并建立一個(gè)小型基地，隨后利用火星上的資源制造飛船燃料，返回地球。而他們的目標(biāo)則是建造一次可以搭載100人的可重復(fù)使用的星艦，并計(jì)劃在2050年將大約100萬人運(yùn)往火星，在火星建造一個(gè)大型的棲息地。2021年5月，在進(jìn)行4次試飛測試之后，星艦原型機(jī)在試飛中成功著陸，不過著陸后星艦原型機(jī)底部有起火現(xiàn)象。因此目前來看，人類要在火星上建立棲息地還只是一個(gè)遠(yuǎn)大的設(shè)想。

　　假設(shè)人類掃清了前往火星的障礙，那么，要在火星上建立棲息地，首批火星移民需要派出多少人呢?

　　多少人能組建完美團(tuán)隊(duì)?

　　前往火星路途遙遠(yuǎn)，而從地球上運(yùn)送生存物資成本高，并且許多因素可能導(dǎo)致物資不能準(zhǔn)時(shí)安全送達(dá)，因此組建一支人數(shù)盡可能少、人員搭配合理、能最大發(fā)揮能力的火星先遣隊(duì)非常有必要，這可能關(guān)系到了火星移民任務(wù)的成敗。關(guān)于火星第一批移民的人數(shù)問題，不少科學(xué)家做了研究。

　　2018年，法國波爾多高級理工學(xué)院的研究人員利用數(shù)學(xué)方法來研究多少人的團(tuán)隊(duì)可以在火星上建立起棲息地。他們以第一批火星移民主要從火星上獲得生存資源為前提，并且假設(shè)火星移民都能各司其職，協(xié)同合作，共享資源。在模型中，他們將火星移民在火星的活動(dòng)分為5大類：生態(tài)系統(tǒng)的管理、能源生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的建設(shè)、棲息地建設(shè)、社會活動(dòng)。并輸入完成各項(xiàng)活動(dòng)的單位時(shí)間工作量需求，以及單位時(shí)間個(gè)體的工作能力，計(jì)算出在火星上建立一個(gè)棲息地，并能自給自足，只需要大約110人就可以做到。這110人中不僅有青壯年人，還有兒童和老年人。

　　但是前往火星不易，一次運(yùn)送上百人到火星在短期內(nèi)恐怕很難實(shí)現(xiàn)，因此第一批火星移民的人數(shù)越精簡越好。在2023年的一項(xiàng)新研究中，美國科學(xué)家安娜·瑪利亞帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)首批移民的人數(shù)確實(shí)還可以更少。

　　瑪利亞的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，以國際空間站上宇航員工作、生活的數(shù)據(jù)，以及一些火星模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。并假設(shè)火星定居點(diǎn)已經(jīng)建成，并且人類技術(shù)能在火星獲得食物、空氣和水，而不是依靠地球運(yùn)輸物資。在模型中，他們考慮了人員的分工，人員的性格特點(diǎn)以及資源的分配等因素，最終得出，只需22人就能長期維持并擴(kuò)建一個(gè)火星棲息地。

　　不過，由于這項(xiàng)研究的前提是火星定居點(diǎn)已經(jīng)建成，因此，嚴(yán)格來說，首批移民并不是只需要22人，還需要計(jì)算上建設(shè)定居點(diǎn)的人數(shù)。而從現(xiàn)實(shí)來看，在火星建造棲息地并不是一批人就能夠完成的，從人類登陸到建立一個(gè)完備的火星棲息地，可能需要好幾代人的努力。

　　盡管有模擬實(shí)驗(yàn)，也有相關(guān)的登陸計(jì)劃，但是現(xiàn)在人類所做的還只是移民火星的基礎(chǔ)工作，想要在火星上建立棲息地還有許多困難需要克服。好在相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家一直在努力，也收獲了不少成果，比如美國宇航局在毅力號火星車上搭載了一個(gè)從火星大氣中提取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置，自2021年毅力號登陸火星到2023年9月，這個(gè)裝置共產(chǎn)生了122克氧氣，相當(dāng)于一只小狗10個(gè)小時(shí)呼吸的氧氣量。這意味著從火星大氣中提取氧氣是可行的。未來，只需對設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，就有可能滿足未來人類移民火星的需求。而隨著越來越多的科學(xué)研究開展，技術(shù)的不斷成熟，或許在不太遙遠(yuǎn)的未來，人類能在火星開辟出新天地，并成功搬家到火星。