解密 | 普通人，如何在火星上吃住行

钱江晚报·小时新闻记者 章咪佳

40亿年前，在火星和地球的童年时期，相比荒凉、有毒的地球，火星曾是一颗温暖、湿润的星球。

哪怕是在今天，隐藏在火星沙尘之下的痕迹也充分说明：火星的表面资源丰富，地下蕴藏着充沛的冰冻水、矿物质，这些都是文明发展所需要的要素。

不久的将来，火星上将出现火星人——我们地球人类，将前往火星定居。

但是如今的火星，生活情况是怎么样的？

这颗与我们毗邻的太阳系第四颗行星，直径约为地球的一半，表面积相当于地球的陆地面积，重力约为地球的2/5。

它自转一天是24小时39分35.244秒，公转周期为687地球日。它也有四季，但是表面温度有从冬天的-133℃到夏天日间将近27℃的跨度，平均温度大约为零下55℃。

大气密度约为地球的1%，非常干燥，这层稀薄的大气中二氧化碳占95.3%，氧气含量仅0.15%。这里也有高山、平原和峡谷，整体上是一颗沙丘砾石遍布的沙漠行星。

地球人看一眼也大概就能明白，在火星求生会是一件多么艰难的事。

在这样的环境中，1个人生活549天，2015年在电影《火星救援》里，男主马克·沃特尼（马特·达蒙 饰）却做到了。

这并不完全是科幻，要知道《火星救援》这部电影是获得NASA（美国国家航空航天局）全力支持，由美国著名天体物理学家Neil DeGrasse Tyson亲自站台拍摄宣传片，在空间站首映的影片。它的科学性与前瞻性，得到科学家的论证。

有朝一日，普通人类如果也能够登陆火星，人们将如何顺利地展开吃穿住行？这些问题的答案，在科学家的讲述中，已经越来越具象——

住｜用封闭的家抵御外部“险恶”

2019年春天，中国宣布首个根据真实航天逻辑打造的“火星1号基地”，落地甘肃金昌市。该基地整体规划面积67平方公里，核心建设区5平方公里，包括总控舱、气闸舱、乘员舱、生物舱等九大舱体，可真实模拟航天员在地外训练和地外生存情况。

载人航天工程航天员系统副总设计师、舱外航天服责任总设计师李谭秋透露，下一步，我国将以“火星1号基地”为基础，在中国航天员中心技术指导和支持下，建中国首个航天地外生存实训基地，投入到探月球、探火星等中长期科研训练任务及科学实验中，并将在合适的时候对公众开放。

而在2015年，为准备人类登陆火星的计划（2015年，美国太空专家曾在一场闭门研讨会上达成共识，认为NASA可能在2033年把宇航员送入火星轨道，2039年派人登上火星）， NASA开始了历史上最长的“隔绝实验”：6名参与者（3男3女组成的团队中，除一名法国太空生物学家、一名德国物理学家外，另外4名美国人分别是飞行员、建筑师、医生兼记者、土壤学家）在夏威夷冒纳罗亚火山北坡、一个与世隔绝的圆顶屋里生活了整整一年，以模拟将来的火星岁月。

“金昌地形地貌独特，拥有与火星表面极为相似的地理地貌环境，适合开展航天员地外生存训练。”李谭秋分析称，金昌地势南高北低，山地戈壁交错，气候干燥，全年多风，昼夜、四季温差较大，可最大程度还原宇航员在太空中的生存感受。

北京大学地球与空间科学学院教授、中国空间科学学会、空间探测专家委员会副主任焦维新先生告诉钱报记者，模拟火星环境的实验，在哪里做应该是一样的。因为“在地球上，肯定找不到跟火星环境类似的地方”。

美国当时把模拟训练地放在冒纳罗亚，应该是能够制造一种视觉上的相似，火星上多含有氧化铁，是一颗红色星球，冒纳罗亚火山区也是这样的色调。

火星上表面有这样几个特点：

大气压只有地球0.7%左右，主要成分是二氧化碳，几乎没有空气；

火星相当寒冷，平均温度为-55℃；

人类探测器拍下来的火星图片，常常是一张“朦胧照”，那是因为火星环境非常干燥，经常有沙暴；虽然探测器曾经发现火星地下有水冰，但是是泥土和水冻在一起的，不容易加工；

同时，太空对火星的电离辐射，对人类的健康危害非常大。

焦维新说，未来登陆火星的宇航员，首先需要一个封闭的家，能够避免外界的险恶环境，安全地度过一个个火星日。

NASA隔绝实验所建造的住所，是一个直径约11米、高约6米的圆顶小屋。参与者拥有自己的小房间，可以放下一张轻便小床和桌子，日常有类似奶酪粉和金枪鱼罐头的食物。他们平时与外界的联络只限于电子邮件，而且将人为延迟20分钟，以模拟太空通信。

吃｜“昨天的咖啡会变成明天的咖啡”

如今货运补给飞船可以给国际空间站的宇航员提供丰富的新鲜食物，因为空间站距离地球不到400公里。

然而到了火星上，人们就不能依赖地球的食物供给了，因为目前火星与地球之间的最近距离约为5500万公里，最远距离则超过4亿公里。人类“快递”运输时间至少需要9个月。

所以为了使人类在火星上生存，人们需要种植庄稼，作为持续的食物来源。

在近地轨道，生菜是太空中供给最充足的农作物。2014年，宇航员种出了红生菜，这标志着太空种植系统首次成功。

目前火星表面没有湖泊、河流或者海洋，移民火星，人们必须有自己的水补给来源。

未来在火星上的居民，也许将使用水回收设备WRS，真的能做到不浪费一滴水。

中国航天员科研训练中心研究员吴国兴先生告诉钱报记者，在国际空间站上，一滴汗、泪甚至是尿，宇航员都不会浪费。

通过水再生系统，宇航员将使用过的水回收、过滤，准备再次使用。就像一个宇航员曾经形容的：“昨天的咖啡会变成明天的咖啡。”

吴国兴介绍说：“美国科学家花了10年时间，耗费了25亿美元，才研究出了这套‘尿变水’系统。”

呼吸｜出行要携带自制氧气系统

在火星上，宇航员不能自由地走出舱外去呼吸新鲜空（废）气。为了生存，人们无论去哪里，都得随身带着氧气供应系统。

在模拟火星的居住舱里，宇航员会使用氧气发生器。这个系统利用火星上升飞行器（MAV）的燃料，由发电机把二氧化碳变成氧气。

这个系统可以循环处理航天器中的空气，并高效稳定地供应可呼吸的空气。系统把水分子分解成氧分子和氢分子，氧气被释放进空气中，氢气被排进太空或输入Sabatier系统。Sabatier利用空间站的大气剩余副产品，再来生产水。

为了大规模的火星之旅，NASA正在努力从空气副产品中再生更多的氧气。

穿｜“室外”活动必须穿宇航服

在居住舱外采样、维修、遛弯时，人们必须穿着宇航服。

因为要在火星上进行长时间的舱外工作，会在火星表面进行长途跋涉，所以人类必须有灵活、舒适，最重要是可靠的装备。

NASA正在研发一种能够支持在火星上使用的宇航服。工程师考虑了从火星漫步到岩石采样等等的一切需求。

NASA的“Z-2”标准探索宇航服，有助于解决一些独特的问题并提升相关技术，而这些技术终有一天会使这件宇航服服务于登陆火星。

超级沙尘是火星舱外活动要面对的一个挑战；火星行走带起来的红色土壤，可能影响宇航员和飞船内的系统……为解决这个问题，新宇航服在背后设计了一个服装站，宇航员能够在外面脱掉宇航服，将其收纳到这个装置中，自己则快速、干净地进入飞船内舱。

行｜一部可靠的火星车必不可少

一旦人类在火星表面登陆，就必须在那里居住一年以上，才能等到下一次火星到了距离地球最近点时得以返回。这也是模拟项目定时一年的原因。

一年里，火星人类有大量的时间在周围地区开展探索工作。但是你肯定不想被限制在步行距离范围之内，为了走得更远，人们必须有坐骑——一部有力的、可靠的、灵活的火星车。

NASA的“多任务空间探索车”（MMSEV）能够面对多种环境，帮助解决探索范围，快速进出，辐射防护等问题。一些版本的火星车有6个可机动的轮胎，如果一个轮胎损坏，火星车可以把它升起然后继续行驶。