为什么火星适合移民？
因为火星具备了维持生命最基本的条件。火星在太阳系八大行星之中谈不上特别，但从繁衍生命的角度看，火星的优势在于它有水。由于温度低，火星上的水都以冰的形式存在于地表之下。如果这些冰全部融化，水量可以覆盖整个火星表面达11米深。生命离不开水，所以火星适合移民。火星探索人类对火星的探索早在50年前就开始了，当前也有不少观测、探索火星的实验项目正在进行。在这一过程中，人类对火星的认识不断加深。科学家推测，几十亿年前的火星极可能很像今天的地球，有很厚的大气层，有水、有海洋，甚至有生命。然而，由于火星的地心引力太小，导致大气分子不断逃离，火星才变得像现在这样又冷又干，远古的生命也随之消失或隐藏到地下。此外，火星的大气层里已被证实存有少量甲烷，其来源至今还是个谜，它可能来自于化学反应，或由细菌产生——如果是后者，便是火星存在生命的有力证据。以上内容参考 人民网-人民日报科技大观：为什么想要移民火星
目标火星，以及更远——SpaceX星舰计划拉开序幕
近日，美国太空 探索 技术公司（SpaceX）发布了新一代火箭的蓝图：被称为“星舰”（Starship）的下一代重型运载火箭，将成为人类有史以来最大的航天运载器。 在新计划发布会上，SpaceX展出了已建成的星舰第二级全尺寸原型机MK1。SpaceX创始人埃隆·马斯克（Elon·Musk）发表演讲称，SpaceX计划在年内进行MK1的无人飞行测试。此外，原型机MK2也在建造中，之后还有MK3、MK4……SpaceX正不遗余力地推进星舰计划。 按照SpaceX官网的说法，“星舰”将用于前往“地球轨道、月球、火星和更远”。马斯克一再强调，他创立SpaceX的目标主要是为了帮助人类移民火星。从星舰的设计参数上，显然是瞄准这一目标的。那么，史上最强运力、史上最多发动机数量、轨道燃料加注、火箭重复使用……这些挑战人类技术极限的黑 科技 ，会实现吗？人类的火星计划，会成为现实吗？ 迭代中的星舰 从设想走到现实 在SpaceX的官网首页，并排显示了4个项目。前两个项目是“猎鹰9号”和“猎鹰重型”两个现役的运载火箭项目，第三个项目是“龙”飞船，这是SpaceX的“运输机”，已成功向国际空间站运送物资，明年或将升级为载人飞船，向国际空间站运送宇航员。最后一个项目则属于未来。它有一个科幻气息浓厚的名字——“星舰”。 按照SpaceX的构想，“星舰”的客舱可容纳百人，其第一级“超级重型”，也有着史无前例的超大推力。马斯克在9月曾评论说：“星舰”系统将是人类在火星上建立能够自我维持城市的最快途径。 被称为“狂人”的马斯克一再强调，他创立SpaceX的目标主要是为了帮助人类移民火星：2016年，马斯克公布了“行星际运输系统”（ITS）设计概念——它将专门用于太阳系内行星间的运输。马斯克当时说，他的最终计划是每26个月向火星运送1000人，目标是在50—100年内在火星上建立一个百万人城市。 SpaceX也在反复调整设计和系统的名称。比如，2017年时候，ITS就被改名为BFR（大型猎鹰火箭），设计指标也有所缩水。而之后，更名为BFR项目又不断更新设计，几乎恢复了ITS最初的水准。 2018年9月，SpaceX公布了首位购买BFR绕月飞行“机票”的乘客——日本富翁前泽友作。他计划于2023年前往月球。 2018年11月，SpaceX宣布，BFR计划正式更名为“星舰”。这一运输系统中，第一级/助推器被称为“超级重型”火箭，上面级/太空飞船被称为“星舰”。两者构成的系统也被统称为“星舰”。 令人惊叹的是，“星舰”如此之快地进入现实。SpaceX快速地生产并测试了数个“星舰”原型机，甚至包括全尺寸原型机MK1。 时间回到2019年7月。SpaceX在美国得克萨斯州南部的博卡奇卡测试场对星舰飞船原型——“星虫”（Starhopper）进行自由悬浮测试，创造了150米飞行高度的新纪录。 到2019年9月末，SpaceX在发布会上展出了“星舰”上面级的全尺寸原型机MK1。这个高50米、直径9米的巨型飞船安装3台“猛禽”发动机，飞得比“星虫”更高。发布会上，马斯克说，MK1大概会在1个月以后进行20千米高度的试飞。 另一台原型机MK2也在生产中，预计比MK1稍晚下线。MK3和MK4预计会在6个月以后建成并且进行首次轨道飞行。MK5也在计划中。 全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩也表示，SpaceX多次变更“星舰”项目的技术参数，显示其技术还远不够成熟，但其大胆采用新技术、新方案，不畏惧失败，不断在实践中改进的做法值得借鉴。 史上最多 第一级火箭有37台发动机 马斯克在SpaceX的发布会上介绍，星舰系统的上面级，高50米，直径9米，干重200吨，未来有望优化到120吨。装有6台“猛禽”发动机，近地轨道运力最终将达到150吨；返回地球的载荷重量为50吨，推进剂加注量1200吨。星舰的舱内空间达1100立方米，可载运100人。 第一级“超级重型”火箭的指标更夸张。它的直径达9米、高68米，装有37台“猛禽”发动机，起飞推力约7500吨，相当于“土星五号”火箭的两倍——“土星五号”是阿波罗载人登月计划使用的火箭，是人类 历史 上最大推力的火箭，现已退役。 37台发动机组成的第一级，也是一个纪录。目前，SpaceX的“猎鹰重型”是现役世界上推力最大的运载火箭，发射时27台“梅林”发动机并联工作。 当时，在“猎鹰重型”发射前，外界纷纷对这种“推力不够，数量来凑”的火箭工作方式表示担忧。27台“梅林”发动机并联工作，飞行中可能因产生共振而爆炸，一度是该型火箭最大的技术挑战之一。马斯克本人也表示只要火箭没有在发射台上爆炸，就已经算是成功。好在“猎鹰重型”成功发射。更早的时候，苏联为了实现载人登月，采用了30台发动机串联工作的第一级火箭设计，但是4次发射均告失败。 “多台发动机一起工作确实有风险。如果有一两个发动机失效且与之对称布局的发动机没有顺利关闭，或者是哪怕一个爆炸的话，就会摧毁整个火箭。”毛新愿说。 “比如说N1火箭，从理论上讲并不是完全不可行，但是关键就在于，为了同时使用这么多发动机，需要很多辅助的设施，包括各种燃料供应、电子电路和结构控制系统等。例如如何设计泵循环合理分配燃料的系统，以及这些发动机如何开和关的控制系统，很多环节都需要配合好。”毛新愿介绍。 SpaceX在多台发动机火箭设计上显得颇有心得。毛新愿表示，SpaceX已经通过自己的实际例子，证明了技术的可行性。“‘猎鹰重型’火箭第一级有27台‘梅林’发动机，几次发射都取得了成功。” “SpaceX对于火箭燃料系统的分配、控制系统、辅助系统的研究是非常深入的。尤其是当一枚猎鹰火箭一级/助推器回收的过程中，并不是9台发动机一起工作，是不断分步骤地按照不同的数量去工作。这体现了非常高超的火箭发动机控制水平。”毛新愿表示，“星舰”由37台发动机组成第一级比较可行，并不会成为技术瓶颈。 此外，毛新愿提到，SpaceX的设计在成本上也有优势。“小型发动机可以大规模量产，成本远远低于使用几个大型发动机。再加上‘星舰’也可以做回收，所以目前的方案，也是SpaceX基于现有技术下能够做到的，甚至是最优解了。” “太空加油” 让飞船走得更远 也许我们将很快见到“星舰”的发射。SpaceX表示，“星舰”首飞或将于2021年实现，但早期飞行将是无人飞行，可能用于通讯卫星发射等。 至于前往月球和火星，就要进行“太空加油”。马斯克在发布会上详细介绍“星舰”的“轨道补给”计划。按设想，载人飞船先飞到地球轨道待命，然后再发射第二艘满载燃料的飞船充当“加油机”，两艘飞船会合，实现在轨燃料转移加注，然后载客飞船再奔赴月球或火星。马斯克表示，“星舰”对接要比现在“龙”飞船对接国际空间站更简单，“这是在月球或火星上建立基地的另一个关键。” 毛新愿评论道，“太空加油”技术难度很高。一方面是任何载荷发射到太空都很复杂；另一方面，失重环境下进行大规模液体传送，技术难度也很高。 不过毛新愿认为“太空加油”对于人类“远航”的意义很重要。“实现‘太空加油’就意味着可以极大地降低成本。比如说可以通过多次任务不断地去补给燃料，这样的话，单次任务所需的巨大的载荷就可以分散开来，整体上降低成本，提高成功率。” 无论如何，我们距离实现火星登陆，恐怕还有一段不短的时间。 根据此前NASA的规划，美国政府主导的载人登火星项目预计在21世纪30年代中期展开，马斯克的计划则激进得多，号称2024年载人前往火星。不过鉴于SpaceX中长期规划的一贯性跳票，很少有人把2024年火星计划当真。 “按照现有的蓝图，‘星舰’离开地球，用于比较成熟的月球探测和初步的火星探测，是没有问题的。”毛新愿说，“但是挑战载人登陆火星的话，还是非常艰难。” 毛新愿表示，载人登陆火星一个重要的挑战是如何返回。“考虑到火星的大气阻力，如何登陆上去，再如何返回，几乎是一个目前人类不可能完成的任务，包括‘星舰’也是。” “如果挑战载人登陆火星，就需要做大量的其他技术的开发，甚至是在火星上生产火箭燃料，因为从地球带过去是非常不现实的。这也意味着巨大的资金成本和技术挑战，甚至像美国、俄罗斯、中国这些单独一个国家都不太可能完成。”毛新愿表示，“可以把它看作是人类的一个宏伟计划，但目前人类离这一步还是差很远的。”
为什么火星适合移民
为什么要选火星作为移民首选？
既然我们尚且还无法飞离太阳系，那么只能优先考虑太阳系之内的行星。
我们之前也说过，宜居行星只能从恒星系统的宜居带当中挑选，因为这是行星表面存在液态水的必备条件，如果距离恒星太近，那么恒星的温度就会将液态水气化，距离太远又会使其凝结成冰，根本不适合生命的存在和繁衍。
在太阳系中，位于宜居带范围中的只有三个星球，除了地球以外，就是金星和火星了。金星是地球的姊妹星，与我们地球有着高度的相似，不管是从大小、质量，还是地表和行星结构，两者几乎都如同双胞胎一样。
科学家们认为金星极有可能在很久以前也出现过生命，但是由于一些不知道的原因，金星逐渐失控，从而走向了与地球相反的道路，不仅没有成为生命的绿色摇篮，还变成了可怖的地狱。
如今的金星是太阳系中温度最高的行星，甚至比距离太阳最近的水星还要炎热，这也是因为金星的被一层非常浓密的硫酸云等有毒气体笼罩，有着极其强烈的温室效应导致的。
人类的科技手段无法在这样恶劣的环境下生存，因此不得不放弃这颗与地球极其相似的姊妹星。
再看火星，它也位于太阳系的宜居带，只是距离太阳的位置稍微远了一点点，却是目前为止发现的最接近地球的行星。
科学家们发现，火星直径只有地球的1/2，但是它的自转周期与地球很相似，只比地球多了37分钟左右，也有昼夜之分，太阳东升西落，但是由于火星没有类似月球一样的卫星形成潮汐作用，因此目前极为相似的自转周期很有可能只是短期的，未来或许就会慢慢拉大距离。
火星也有四季的区别，只是因为火星距离太阳较远，公转的周期比较长，一圈大概需要花2个地球年的时间，而季节的时间也比地球多了一倍，并且更加分明。
水是生命的源泉，通过科学家们的观察和研究，他们发现火星在远古时期曾经出现过巨型海洋，而除了两极地区的冰以外，科学家们还找到了会在火星最温暖的季节里出现的液态水，这可能是因为火星上存在大量的盐分，而这会导致水的凝固点下降，从而更容易凝结成冰，这才使得液态水只会出现在最暖的时候。
他们甚至还发现在火星内部有着丰富的水资源，原本火星并不像科学家们以往所设想的那样水源匮乏，只是这些水资源目前来说还依然存在于内部，火星的表面仍旧没有液态水的存在。
但是这也说明，火星上确实能够满足水源存在的条件，人类是可以通过科技的手段来在表面实现液态水的出现，只是现阶段还无法做到，然而比起前往比邻星来说要简单多了。
其次，火星不仅仅有着与地球类似的两极划分，还有高山、沙漠、平原等复杂地形，尽管有科学家认为火星上的板块运动并不活跃，但是也有科学家从探测器发回的图像中观察到，火星上有着许多褶皱、断崖等等地形，这些正是非常典型的板块运动所形成的地貌，甚至还有照片上面出现了沟槽，显示了火星上同时还存在着活跃的构造运动。
除此之外，火星上面也有大气层，当然，这些大气层非常稀薄，并且绝大多数都是二氧化碳，缺少人类所需要的氧气，而且不仅无法形成温室效应，也不能为形成阻挡太阳辐射和宇宙射线等物质的“防护膜”。
然而人类是可以通过将科技手段，将二氧化碳转化为氧气的，虽然这种技术还不够完善，依然有着较大的问题，比如转化率、成本等等因素，但是科技是会发展的，是不会停滞不前的，在科学家们的不断努力下，总有一天会研发出更加先进且实用的转化仪器。
总结而言，火星是目前为止太阳系中与地球环境最相似的星球，虽然它还存在着种种问题，但都是可以在未来经过科学家们的创新而改变的，人们已经将目光彻底投向了火星，将其作为了太空时代的移民首选星球，或将在以后的某一天，我们就真的能够踏上火星的土地。
