當我們談論太陽系内除地球外人類潛在的目的地時，我們必然會重點關注火星，這不僅僅因為這顆火紅色的星球是地球的近鄰，而且在自然環境、天氣條件、堅實的地面這些必需的宜居環境中，火星的确屬于太陽系地外行星的首選。

大家知道，地球的另外一個近鄰金星，它太熱了，而且還擁有以二氧化碳為主、濃烈和有毒的大氣層；水星距離最近，溫度不但很高，太陽輻射強度也首屈一指；土星和木星是氣态行星，沒有可供登陸的地面，大氣層非常厚而且有毒，進入其中身體肯定會被壓垮；天王星和海王星雖然有堅實的冰質地面可供行走，但是溫度非常低，在上面勢必會被凍成“冰坨”。

所以，太陽系内就剩下火星，是地球以外唯一可能讓我們登陸、且位于宜居帶内的行星了。半個世紀以前，人類已經在月球上行走。而且還發射了以旅行者号為代表的，飛越冥王星甚至飛離太陽系的探測器。幾十年來，我們已經在火星上發射了衆多軌道探測器和着陸器，現在仍然在火星上運行的探測器也有一些，比如早前的洞察号，以及今年登陸的美國毅力号、我國的祝融号火星車，這些火星車定時會給我們傳回照片和其它有價值的數據信息。

之所以現在我們人類還沒有登陸上火星，關鍵的原因就是有很多障礙還需要完美地破解，既包括載人遠航的技術創新，同時也有人體在星際航行過程中的适應性、對火星自然環境的适應性等因素。歸結起來，最關鍵的三大障礙，分别是漫長的航程、人體在長時間微重力下的适應以及在火星上的艱難生活。

火星與地球的最近距離，有5500萬公裡，是地球和月球距離的140多倍。而火星和地球間的距離并非一成不變，由于分别在不同的軌道上以不同的速度圍繞太陽運行，當二者處在太陽的兩側時，距離達到最大值，約為4億公裡。所以，要想到達火星，最理想的時機就是尋找到距離最近的時刻，來規劃最理想的旅行周期。

經測算，從地球到火星的火箭發射容器，大約每26個月才開啟一次。最近的一次窗口期是2020年7月，當時地球上的人類共向火星發射了三顆無人探測器（美國毅力号、我國天問一号、阿聯酋希望号探測器），都經曆了長達6個月的飛行，才在理想的條件下抵達火星。

而且，每26個月的時間窗口，并不會在各個方面都完全一緻，從地球向火星發射探測器或者載人飛船，也都有利有弊，而最有利的時間窗口，則每15年發生一次，這也就意味着，從穩妥和成功率來看，我們可能15年才有一次機會。

除此之外，在漫長的星際航行過程中，以現有技術體系來看，火箭推進器的效率發揮着重要作用。從目前來看，我們在火箭發射時，都是依靠化學燃料來推動的，長距離航行必須需要更多的燃料，也就占用了大量空間，這樣的話其實不是最佳選擇。如果要将人類送往火星，航天器還需要搭載必需的生命支持系統，同時也需要預留一定的人類活動空間，這樣的話對于長時間旅行不是最佳的選擇。

今後如果要實施載人登陸火星，要想提高效率、速度更快、頻次更高，必須改變現有的火箭推進模式，比如核能推進模式，遠期以可控核聚變模式等。

在技術層面以外，長時間的星際航行，人體也将會面臨極大的考驗。因為人類在幾百萬年的進化過程中，已經非常适應地球引力作用下的地面生活。在漫長的星際旅行中，如何安全地适應微重力環境是個大問題。

如果長期處在微重力環境中，不僅人們的生活方式和生活習慣将不得不随之改變，而且還會誘發骨質疏松、心腦血管疾病、肌肉萎縮等問題，如果沒有系統性的、有針對性地訓練，這些問題在長時間的星際航行中，肯定會持續放大，從而極不利于宇航員的身體健康。

好在，在國際空間站以及我國的天宮空間站中，都将宇航員适應微重力作為重點課題進行研究。另外，NASA等國家，也已經在地球上開展火星模拟實驗，通過再現長期星際航行、火星表面環境等狀态，來訓練宇航員們的身體承受能力、突發事件應對能力和心理調節能力。這些，都可以為今後人類登陸火星奠定堅實的基礎。

除了地球之外，雖然火星是太陽系内潛在的最适于人類生活的行星，但與地球相比，火星的自然環境仍然是十分嚴酷的。在登陸火星之前，成功降落是到達火星軌道後需要首先要面臨的挑戰。

載人航天器降落火星，不像無人探測器登陸，必須要有更為安全、更為平穩的着陸方式。因此，在登陸器降落到地面之前，需要輔助一種類似“反向降落傘”的減速裝置，像噴氣機一樣能夠提供一個向上的巨大推力，從而在穿越火星稀薄大氣層時，起到保護和降低下落速度的作用。

在安全着陸以後，另一個潛在的障礙就是火星的沙塵暴。和月球上一樣，火星表面也有大量的塵埃物質，這些物質會在火星氣流的帶動下，時不時卷起大規模的沙塵。由于火星表面大氣稀薄，這些塵埃物質經曆的風化、摩擦作用較小，如果用顯微鏡觀察，這些塵埃一般都具有鋒利的凸起，不但會成為威脅宇航員健康的主要刺激物，而且還會強烈磨損宇航服，對宇航員的生命安全也将造成很大威脅。

火星上的沙塵暴，而且可能比我們預想地還要嚴重。比如2018年，美國機遇号火星車，就是由于一場猛烈的沙塵而“犧牲”了。除了對宇航員和探測器造成損害外，劇烈的火星沙塵暴還會嚴重阻擋太陽光線，從而讓那些依靠太陽能供應能量的儀器設備，在一定時間内很難正常工作，這都是緻命的。

除了以上三個主要障礙以外，要想将人類送往火星，必須事先向火星運送大量的支撐性設施和貨物，來建造可供居住和工作的“基地”，于是新的問題就産生了，大量的物資，得需要很大的航天器來承載運輸，而且還得多次往返，如果建造這樣的巨型航天器、如何在火星上返回都需要更為先進的技術創新。同時，這些物資設備如何在火星上組裝、火星“基地”如何建造等等，都是必須要解決的問題。

從目前的情況看，除了美國以外，我國也向世界公開，力争2030年前實現載人登陸火星的計劃，現在還有不到十年的時間。在宏偉目标的背後，需要科學家們争分奪秒，在各個方面做好相應準備。

困難是用來突破的，人類對未知的向往和追求，一直以來都是科學技術和人類文明向前發展的動力，火星在不久的将來，一定會成為人類首先登陸的地外行星，人類更為遠大的目标，将是探索更加遙遠的星辰大海。

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