阅读的力量 | 地球人已出发：我们为何要探测火星？

太阳系拥有（或可能拥有）适宜生命出现和发展的地点，按照距我们的远近排列（括号内为与地球之间的最近距离），依次是：火星（0.5au）、谷神星（1.1au）、木卫二（4.2au）、木卫三（4.2au）、土卫二（8.5au）、土卫六（8.5au）。这6个天体当然也是我们未来探索的重点。

就目前我们掌握的技术而言，除火星之外的5个天体距离地球都较远，探测难度大、成本极高，即便是以探测器飞掠这种成本相对较低的形式，面临的困难也极大，前文所述的“卡西尼-惠更斯”项目就是一个很好的例子。

此外，这5个天体的生命奥秘，多半潜藏于地表之下的广大海洋（谷神星地表之下有没有海洋还不能完全确定）之中。这就意味着，要想真正了解它们的环境，就必须通过某种形式深入到冰盖之下，尽可能地获取更多第一手资料。当然，我们现在对地球南北极的探测，尤其是对南极冰盖下环境的探测可以算是一种很好的演练。然而，一旦把这种情景放在数亿千米之外的完全陌生的环境之下，情况究竟如何就很难说了。

至于以载人登陆的形式直接对上述5个天体展开探测，那恐怕不是我们这一代人能够看得见的场面了。因此，无论是从经济角度还是从可行性角度上说，火星无疑是未来相当长一段时间内，人类探索宇宙的重要地点。

月球是一个极为重要的战略地点，原因有许多。

首先当然是距离，月球与地球之间的距离仅为3.84×105km，相较之下，火星离我们虽近，但相距最近时也有5.5×107km左右，与地球之间的最远距离甚至达到了4×108km。

其次是经验，月球是迄今为止留有人类印记的唯一一个地外星球，我们的探月经验相当丰富，这显然能为我们的后续探测提供极大助力。最后是环境条件，任何想要“走出去”的探测器，都必须摆脱所在星球的引力，而要达到这个目标，探测器就必须达到一定速度，这个速度就叫作逃逸速度，也叫作第二宇宙速度。

显然，逃逸速度与想要摆脱的星球质量（引力）呈正相关关系，星球质量越大，探测器需要达到的逃逸速度就越高，对相应火箭推力的要求就越高，成本也呈几何级数增加。就地球来说，逃逸速度是11.2km/s，而月球的逃逸速度仅为2.4km/s，显然，探测器“逃离”月球所需的发射成本要远远小于地球。

此外，大气层也会对航天器的发射、着陆造成障碍，而月球没有大气，这点也会节省大量成本。另外，月球上战略资源丰富，硅、铝、稀土、贵金属等重要资源，在月球上均可就地取材。月球上还富含地球极为稀缺的氦-3，而氦-3可以充当可控核聚变的重要优质燃料。

因此，无论从技术上还是成本上说，月球都是地球人类步出摇篮，迈向广袤宇宙的第一步。那么我们要如何改造月球，才能让它满足我们对未来航天事业和深空探测的需要呢？

我们首先要明确一点，因为月球自身质量、引力实在太小，根本留不住大气，所以要想把月球改造成类似地球这样生机盎然的蓝色星球显然是不切实际的想法，至少以我们目前掌握的技术条件还难以企及这样的宏伟目标。

比较现实的目标是，先在月球上建立小规模人类基地，基地内部实现生活物资基本自给自足（或者定期从地球输送），将月球作为未来深空探测的发射基地和中转站。

与月球不同，火星具备成为下一个地球的客观条件。人类有希望在未来几个世纪中将火星改造成一个适宜人类生存与发展的绿色星球。为什么这么说？

我们再来简要回顾一下火星与地球的相似之处：火星与地球同处太阳系宜居带中，火星的大小和质量与地球相仿，火星日与地球日时长相若，火星与地球的轨道倾角相似，四季变换类似……太阳系内再没有比火星更可能成为下一个地球的行星了。

当然，火星与地球之间还是有很大差别的，其中有不少区别直接导致了火星没能成为地球这样生机勃勃的星球。因此，改造火星的重点就是想方设法改善这些不利于生命的因素，其中包括低温（火星气温在-87~-5℃）、低引力（火星引力仅为地球的1/3）、稀薄大气（火星大气压仅约为地球的1%）等。

要想移民火星，对火星客观环境的改造只是一方面。另一方面当然就是登陆火星的主体——我们人类——的身心改造。由于从地球奔赴火星的旅途漫长，一次载人登陆火星的往返任务耗时良久。这对长期居住在地球之上的人类来说，无疑是个巨大的挑战。

登陆火星、改造火星的计划不是一两代人就能实现的，但地球人已经出发。我们相信，通过几个世纪的卓越努力，必能将这颗暂时略显贫瘠的行星改造成一个拥有蔚蓝色天空、绿色平原、蓝色湖泊和生态环境友好的新世界，地球-火星也必将成为人类社会持续发展的姐妹共同体。

*本文选摘自《地外生命寻踪》，欧阳自远、王乔琦著，2020年12月出版。

上观号作者：世纪阅读