开发火星的未来——《我们为什么要去火星》读后
《我们为什么要去火星》的作者斯蒂芬·彼得拉内克曾经担任全球权威科技杂志《发现》总编辑。虽然人类已经成功向火星发射过探测器，但这一过程是艰难而曲折的。我们在50年前就登陆了月球，50年的技术发展竟然不能让我们成功登陆火星？这是因为地球与火星的距离是地球与月球距离的140到1000倍。去月球可以走直线距离，往返只需要6天，但去火星是不能走直线的，因为飞船搭载不了直线飞行所需的大量燃料。在去往火星的途中，飞船既要绕远，又不能加速，以目前的技术水平，是无法将单程时间缩短到250天以下的。
距离的影响不仅体现在去程上，它也会让地球和火星之间的数据传输变得漫长。在地球和火星之间，无线电信号单程就要走21分钟。那么一旦登陆火星的探测器或飞船出现问题，遇到突发情况，很可能无法及时从地球获得支援，在没有专业人士的情况下，需要人工智能自行判断和处理，这大大增加了火星探索活动的难度。
目前有能力登陆火星的宇宙飞船有两种：分别是太空探索技术公司的“天龙号”和美国宇航局的“猎户座”，但是搭载飞船的火箭成本极其高昂，而其中燃料成本只占0.3%，也就是说，如果人类能开发出重复使用火箭的技术，就有机会把单次旅行成本从几千万美元降低到几万美元。
我们该怎么在火星上生存和居住，如何应对火星环境对人类基本需求的挑战呢？首先，人类生存需要水。在火星上，为了制造氧气，水也是必须的。人们需要用电钻等工具像开矿一样采集固态水，然后对其进行加热，这又需要用到太阳能或核能。如果采集固态水的方法失败了，我们可以从空气中收集水蒸气。可以说，只要能在火星上获得水，人类就能在火星上生存。
火星上氧气的自然含量微乎其微，空气的主体是二氧化碳，占95%左右。我们可以通过电解水的方式获得氧气和氢气，氢气也是很好的火箭推进剂。此外，我们还可以从二氧化碳中获得氧气，这个设想已经由美国宇航局实现了。
关于食物，火星上饲养动物得不偿失，但可种植，在火星上种地是一项需要对光照、温度、防辐射、空气构成等很多方面进行精准控制的工作。至于种什么，理想的作物既要富含营养，又要不占空间，比如富含蛋白质和纤维素的豆类。蘑菇可以在食物残渣做成的肥料上生长。不过，因为种植活动需要的设备又多又重，人们无法在旅途中携带很多，因此是无法在火星上实现自给自足的。
由于火星大气层过于稀薄，虽然能抵抗普通情况下的太阳辐射，但火星居民仍然需要一些额外的防护措施。因此，火星建筑需要具备防辐射层，当太阳风暴发生时，人们可能需要进入地下。随着人类逐渐改造火星，使大气层变厚，火星居民受到的辐射会逐渐减少。
火星上的大气压力仅有地球上的1%，人类如果直接暴露于火星空气中，内外压会完全失衡，无法生存。这种情况可采取生活在经过增压的密闭空间里，或者外出时穿着特殊的压力服的方案。目前，已有科学家在设计可供人们在火星上使用的压力服。
我们该怎么改造和开发火星呢？改造火星的第一步是让火星变暖。这样便可以让一些气体从地表释放出来，进入大气层，形成温室效应。温室效应会继续使火星温度升高，形成良性循环。当温度升到一定水平时，赤道附近的固态水便融化了，人们有机会在室外耕种。而作物又会释放氧气，长此以往，人们在室外自由呼吸也不再是个梦想。
人们已经提出了几种给火星加温的方法。一种是在地表设置宽240千米的巨大镜子，将火星反射的阳光再反射回地面。这种方案技术难度最高，造价也最昂贵，因为这种方案有可能产生降温的反效果，所以不太可行。
最简单可行的方法是使用太阳帆。太阳帆是一种设置在飞船上的动力装置，这种装置的原理是，利用光子撞击在平滑表面上造成的推力，为飞船提供一部分动力。我们可以回收前往火星的货物补给飞船上的太阳帆，将其支在火星上的合适位置收集阳光。这种方案的好处是，我们如今已经掌握了它的全部技术，要解决的只有成本问题。
在改造火星的工程中，人类面临的最大难题并不是温度，而是空气。就算一切条件理想，人类最少也要花近一千年时间才能完成火星的改造工作。不过人类的技术进步是很快的，就算现在有些问题很难解决，我们也可以期待在未来一千年间出现新的解决方案。
我们还可以从另一个角度解决人类适应火星的问题，那就是改造人类。在漫长的演化过程中，人类已经被大自然改造过了。目前的基因改造工程大部分是为医疗服务的，但说不定以后也可以用于太空探索，比如对宇航员的身体进行强化。在未来，改造火星的事业很可能会在改造环境和改造人类之间寻求一种平衡。
为了抵制对火星环境的毁灭性破坏、对富有科学探索价值的遗址的摧毁甚至是契约奴役制的死灰复燃，人类需要在探索活动中不断发现和总结问题，不断制定新的法律法规，以免重演在地球开发的历史中曾经出现的乱象。
火星只是一个阶段性目标，人类登上火星后，就能以它为根据地，探索太阳系中很多有着丰富矿藏的小行星，这是人类探索火星的一大动力。也许在有生之年，我们不光能在电视上看到人类在火星上生活和工作的实况，还能用上火星制造的产品。未来真的很值得期待哦。
