“20年内，百萬人移民火星！”
這是馬斯克近日再談“火星移民”計劃時的大膽預測。那片與地球平均相距2.25億公裡，荒涼、孤寂的紅色土地，或将成為人類首個移民星球。
依然是馬斯克式的語出驚人。當網友不自覺地陷入正反兩方的辯論時，意味着曾經被視為荒誕的想法已經成為議題，被認真地讨論了起來。
即使還遙遙無期，火星已然是一個需要精打細算去接近的科學目标——既是無人之境，也是可見的星辰大海。
5天前，在中國航天大會主論壇上，中國公布了“火星計劃”最新進展：2030年左右實施火星采樣傳回任務。中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁說：“縱觀世界各個國家的進展，我們有望成為第一個火星采樣傳回的國家。”
去年“中國航天日”，中國首次火星探測火星全球影像圖（東西半球正射投影圖）釋出。 圖檔來源：國家航天局官網
在追逐星海的勢力中，“國家隊”也不再是唯一力量。受到SpaceX的鼓舞，民營航天公司正在用自己的方式，以大規模降低火箭發射成本為目标，進入了航天探索的賽道。商業航天也被寫入了今年的“政府工作報告”。
400多年前，開普勒在給好友伽利略的信中寫道：“我們應該建造适合飛向神聖天空的船與帆。然後，也會有這樣的先驅者，面對無邊的太空，他們毫不退縮。”
火星，也許是個再好不過的開端。
一塊石頭的一小步
在中國科學技術大學的一間實驗室裡，一台方正的機器人穿梭于操作台間，伸出“手臂”不慌不忙地配制試劑。
圖檔來源：中國科大
它是“AI化學家”小來。從數百萬材料的可能組合中找到最優解，很多科研人員可能窮其一生都無法完成，而它或許隻需一兩周。
小來第一次在全國人民面前亮相，便引起了不小的轟動。去年11月底，中科大精準智能化學實驗室和深空探測實驗室合作，通過小來成功完成研發火星制氧催化劑的實驗。
圖檔來源：《自然-合成》
精準智能化學實驗室負責人江俊教授介紹，從5種不同的火星隕石中提取并研制催化劑，有376萬多種排列組合，按每個實驗驗證至少5小時算，人類團隊找到最佳配方需要2000年。而小來自主學習5萬多篇相關化學論文後，隻用5周就給出了優化後的催化劑配方。
這一成果發表在國際學術期刊《自然-合成》（Nature Synthesis）上。《自然》新聞（Nature News）認為，“基于火星隕石的制氧材料”與NASA（美國國家航空航天局）的火星氧氣原位資源利用計劃（MOXIE）相比各有優勢。
所謂的“原位資源利用”，其實就是收集并利用一顆星球上的材料，來制造原本不得不從地球上帶去的資源，目前也是熱門研究領域。
2021年，MOXIE随美國“毅力号”火星車登陸火星。之後的近兩年半，這個隻有微波爐大小的儀器，開始證明自己可以完成一棵樹的使命——利用火星上富含二氧化碳的大氣制造氧氣，它可以滿足一個人每天所需的氧氣。
MOXIE位置示意圖
小來的誕生前後曆經9年時間，背後站着一群不同學科的科研人員：大規模采集教科書、論文中的化學知識，搭建化學材料大資料庫；全校上百名同學接力完成對海量文本資料的人工标注，培育“化學大腦”；大腦有了，機器人領域的團隊上場，為它配備“手臂”……
直到新一輪人工智能浪潮的來臨，它的能力進一步被拓展。
從嚴格意義上說，小來不是為了專門解決移民火星的問題而生的，并且和MOXIE一樣，還無法大規模制造氧氣，但實驗的成功，至少證明了“就地取材”的可行性。
火星制氧的這一小步，可能就是火星移民的一大步。
“它可以替代人類進入各種惡劣環境，有望成為人類在外星球建立定居點的先頭部隊。”在江俊看來，小來為克服未來星際任務中便攜制氧和原位資源利用難題探索出了新路線。
誘人的紅色星球
“在北半球晴朗的夏夜，擡頭往東南方向看，雙魚座、海王星的附近，有一顆若隐若現、略帶一絲暗紅色的星球，那便是火星。”這段浪漫的話，出自“火星叔叔”鄭永春博士之手。
天問一号探測器拍攝的南半球火星側身影像 圖檔來源：國家航天局官網
光看這個外号就知道，他對這顆紅色星球有多着迷。“它有着與衆不同的顔色，人們很容易就注意到它并産生好奇。是以，火星并不是這幾年才火起來的，千百年來，它一直是人類探索宇宙的重要觀察對象。”
從漢代開始，火星就被稱為“熒惑”，一方面因為顔色與火光相似，另一方面是它“走位”飄忽，時而亮時而暗，有時順行有時逆行，時隐時現，讓人捉摸不透。
當人類真正用科學的眼光看待頭頂的宇宙之後，火星的地位被進一步提升。
“人類迄今已進行230多次太陽系探測，探測結果顯示，整個太陽系的8大行星、5顆矮行星、200多顆衛星中，隻有火星有可能經過改造實作大規模移民。”鄭永春列舉了一系列資料，火星上的一天是24小時多一點，和地球差不多；火星夏天正午的赤道地區溫度可達20℃，非常舒适；火星還有一年四季，冬天南北極冰蓋擴大，整個星球表面非常清晰……
2021年3月4日，國家航天局正式公布首批“天問一号”拍攝的全色圖像，分辨率約0.7米，成像區域内火星表面小型環形坑、山脊、沙丘等地貌清晰可見。圖檔來源：國家航天局官網
總結起來，太陽系最靠近太陽的4顆行星，水星、金星、地球和火星，火星與地球環境的相似度最高。
既然如此，在火星建立“第二家園”的設想開始在以馬斯克為代表的人類精英的腦海裡浮現并蔓延開來：在地球出現滅頂之災或資源枯竭時，這顆紅色星球是不是可以成為人類文明延續的備用艙？
“或許人類天生就有‘尋找新家園’的沖動，從大航海時期發現新大陸，到航天時代尋找下一顆宜居星球。”曾參與“天問一号”火星探測任務的中國科學院國家空間科學中心研究員、中國航天科普大使劉勇說。
剩下的問題似乎就是，怎麼做以及什麼時候能做到。
《流浪地球》裡，整個流浪計劃需要100代人來完成。在鄭永春看來，現實中，人類向火星遷移并在那裡新造一個文明社會，同樣是一項龐大的系統工程，需要一代接一代人的努力。
對于馬斯克“20年以内”的說法，即使對火星和星際探索懷抱夢想的科學家、火箭學家等都覺得過于樂觀。
畢竟擺在人類面前的事實是，從20世紀60年代蘇聯發射首顆火星探測器開始，全球多個國家就開始積極推進火星探測，目前已向火星發射40多個空間探測器。但成功着陸火星的，目前隻有中國和美國。
馬斯克究竟有多認真？
但這并不妨礙馬斯克像瘋子一樣認真。
下個月，SpaceX的重型運載火箭系統“星艦”将進行第四次發射試驗。作為迄今全球體積最大、推力最強的運載火箭，星艦将是馬斯克移民火星計劃的核心承載器。
圖檔來源：SpaceX官方X平台賬号
這個承載着馬斯克火星終極夢想的火箭系統，總高度約120米、重500萬公斤，可裝載100噸貨物、100名人類乘客。
它由超重型助推器（配備33台猛禽發動機），以及星艦飛船（搭載6台猛禽發動機）兩部分組成。後者分離後，将繼續前往太空執行任務，包括将貨物或乘客送到地球軌道、月球、火星，甚至是太陽系其他地方。
圖檔來源：SpaceX官方X平台賬号
當年，在大部分人認為馬斯克瘋了的時候，這位從小受科幻經典《銀河系漫遊指南》影響的太空愛好者，仔細閱讀了《火箭推進基本原理》，在草稿紙上開列人類如果飛往火星需要解決哪些現實問題，以及如何将成本降到可實作，帶更多的人去。
于是，SpaceX苦心研發可回收的火箭；星艦采用特殊的不鏽鋼材質，成本僅是碳纖維的3%；星艦也有多個版本，包括可以執行在太空加油的燃料艦；發射原料也選擇了更易獲得、成本更低的液氧甲烷——馬斯克選擇它的另一個原因是，隻要一顆星球上有水和二氧化碳，理論上就能合成。
是的，他真的認真考慮了如果把人類送上火星，如何成功傳回的問題。
在這一系列動作下，SpaceX将入軌成本，可以簡單粗暴地了解成為送貨物或者人類上太空的成本，從2011年的22500美元/千克，降低到了獵鷹9号成功發射時的2000美元。如果星艦能成功發射，這一數字将降到更驚人的100美元/千克。
楚龍飛是一名火箭工程師，也是一名很早就參與中國商業航天浪潮的創業者，參與創辦了國内第一家民營航天公司翎客航空。
在他看來，馬斯克和SpaceX最核心的貢獻之一，是打破了制造火箭的技術“神聖感”。在他們出現前，全球幾乎都是将火箭制造當成科研來做。“我們通常看到的是一群科學家和工程師，在非常幹淨的廠房裡，穿着白大褂在工作，這會帶來研制效率的降低，并且無形中增加了許多成本。”
在馬斯克的帶領下，SpaceX把火箭當成未來常用的交通工具來做，回歸到了制造業。比如，他提出為何火箭要橫着來制造，造好之後再花大代價豎起來，為什麼不一開始就豎着打造，還能利用重力降低一些拼接成本。
圖檔來源：SpaceX官方X平台賬号
“SpaceX的火箭研制場就是露天環境，刮風下雨時直接把裝置裡的水倒出來繼續做，通過必要的地面試驗和技術手段來保證品質，成本也降下來了。”楚龍飛認為SpaceX的出現，為造火箭提供了全新的思路，最終的結果也說服了越來越多人，讓“火星移民”看起來有那麼點意思和可能了。
從“中國印記”到“宇宙快遞”
在探索太空這件事上，馬斯克認為最大的競争對手不是美國同行藍色起源，而是正在快速崛起，并且被低估的中國航天。去年5月30日，他對一條新聞發表評論：中國的航天計劃發展比大多數人認為的更加超前。
新聞的主要内容是，中國探月工程總設計師吳偉仁透露，“到2030年，中國人的足迹一定能夠踏上月球。這不是個問題。”
2030年，也可能是“天問三号”實施火星采樣傳回任務的時間。
“日月安屬？列星安陳？”2000多年前，楚國詩人屈原仰望星空，發出了《天問》。2021年5月15日，“天問一号”探測器在浩瀚的太空裡飛行了202天抵達火星。一周後，祝融号火星車緩緩邁出了0.522米的第一步，因為在碳化矽車輪上印着“中”字形的浮雕，它在火星表面留下了名副其實的“中國印記”。
“祝融号”（左）與着陸平台合影 圖檔來源：國家航天局官網
當年，火星車行駛到着陸平台東偏南60°方向約6米處，拍攝下着陸平台影像圖。圖檔來源：國家航天局官網
中國科學院國家空間科學中心研究員劉勇參與了火星粒子探測儀的研發工作，這台儀器探測火星的粒子逃逸，研究火星的水和大氣消失的原因。“我們已經明确火星在幾十億年前是有大量液體水的，‘天問一号’把這一結論往前推了一小步，證明火星在20億年前仍有液态水活動。”
對于“天問三号”去收取“宇宙快遞”，他充滿了期待：“下階段要實作一個重大的技術跨越，就是首次從火星上飛起來。”
他表示，目前為止，人類隻從月球上回來過，而從火星起飛的難度比月球高出太多。以逃逸速度舉例，月球上的逃逸速度是1公裡/秒，而火星上的逃逸速度約6公裡/秒。從能量的角度來換算，能量是速度的平方，也就是月球起飛所需的36倍。
去火星取樣似乎也成為中美官方航天機構角力的“賽場”。目前，NASA火星車“毅力号”正在采集火星岩石樣本，但計劃于2028年用來接它回家而向火星發射的着陸器和軌道飛行器可能趕不上進度， 意味着它很有可能無法趕上2030年的傳回視窗。
“毅力号”采集封裝的火星樣品 圖檔來源：國家航天局官網
如果這樣，“天問三号”和搭載的火星車很有可能實作彎道超車，率先完成人類航天史上的另一個創舉。
“不會成功”和一堆難題
SpaceX員工曾認真問過馬斯克：在你的有生之年，“火星移民”計劃會成功嗎？意外地得到了否定的答案：“不會！”這是技術狂人對内所展現的“現實”一面。
那麼，就現有的科技來說，移民火星還有哪些可以預見的難題？
現任翎客航空CTO楚龍飛想到的是“距離和時間”，火星和地球最近的距離差不多是5500萬公裡，最遠達4億公裡。
“在太空中長時間行駛的任務對人類來說是個巨大的挑戰，也是技術上必須要考慮到的問題。”他說，“例如人在長期的低重力狀态下生活是否會對身體造成傷害？如何避免宇宙輻射對人神經系統造成損傷？在黑漆漆的環境中飛行5-6個月，人的心理是否會産生問題？”
長時間的飛行對火箭的空間載荷能力也提出了更高要求，楚龍飛分析，出發前往火星的火箭要考慮三個階段的需求。
首先是出發階段，除了運人之外，還要考慮5-6個月長途飛行中人所需要的水和食物。然後是達到階段，人類起碼要生活半年到一年時間，直到下一個視窗期到來才能返航。這期間生活在火星上所需的水和食物以及建立基地所需的物資材料都需要考慮。
科幻電影《火星救援》中，男主到了火星後種植洋芋。
“最後是返航階段，傳回時所乘坐的飛船、返程所需的食物和水也需要在出發時一并帶上。是以這個火箭的運載能力就需要呈幾何倍數的增加。”
到了火星，生存也是很大的問題。目前沒有發現任何證據證明火星上存在生命的痕迹，而且火星的大氣非常稀薄，其中95.3%是二氧化碳，夜間最低溫度達到零下一百多攝氏度。火星地表遍布沙丘、礫石和撞擊坑，而且沒有穩定的液态水。
“祝融号”拍攝的火星地貌 圖檔來源：國家航天局官網
這也是為什麼馬斯克曾經突發奇想，提出要用10000顆氫彈改造火星。
“火星叔叔”鄭永春想得更遙遠：“除了技術層面的問題，火星移民還涉及全新的文明、社會體系的建立。人類登陸火星後怎麼劃分國家、領土？在火星上人類如何生存？是否需要新的法律和社會制度？這些問題都需要有人來開展前瞻性的預測和預演。”
“臨浦”的回響
天文愛好者和科幻迷喜歡引用世界航天之父齊奧爾科夫斯基的一句話：地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠生活在搖籃之中。
楚龍飛說，馬斯克提出了一個非常宏大但他個人非常認可的願景，“我相信移民火星是人類社會早晚要走出去的一個階段，即使不是20年，即使不是由馬斯克來完成，人類将來也一定要走出地球，在外星球建立新的聚居點”。
某種程度上，正是有了這樣的念念不忘，全球的航天事業才迎來了各種回響。
兩年前，當“天問一号”攜帶的“祝融号”火星車正式着陸火星地表，附近一個叫“臨浦”的隕石坑突然走入大衆的視線。它的命名正是源于浙江省杭州市蕭山區的臨浦鎮。臨浦是“火星村”的消息不胫而走。
根據國際天文聯合會釋出的資訊，火星上的“臨浦隕擊坑”直徑為18.16公裡，緊挨着火星上最大的平原——烏托邦平原，1976年通過名字審批。
圖檔來源：@天文博物館
關于它怎麼和蕭山臨浦扯上關系的，一種比較合理的解釋是：火星上大部分地名是根據地球上相應的地質特征來命名的，也有一些是根據其寓意而取名的。也有天文愛好者猜測，或許是20世紀70年代，某位對臨浦鎮有感情的科學家在機緣巧合下将它以此命名。
遺憾的是，這件事在媒體推動發酵後，至今沒能找出給臨浦和火星牽線的這名“月老”。
不過，兩年後，在深空領域，“浙産”衛星、“浙産”火箭在太空上留下了自己的名字。翎客航天成立的2014年被認為是民營航天的元年，到今年，剛好是10年時間。以楚龍飛為代表，熱血的民營航天人正在為成為中國版的“馬斯克”而努力。
同樣以技術對标SpaceX為目标，這段時間，藍箭航天的所有從業人員都緊繃着一根弦。半個月前，他們的“朱雀三号”可複用火箭垂直起降回收試驗箭在嘉興順利完成“10公裡級飛行”改造和總裝工作，目前已全面轉入最後的總測和出廠階段。
不出意外，這枚火箭将于5月運抵甘肅省的酒泉衛星發射中心，6月将擇機發射。
去年7月，由藍箭航天自主研發搭載液氧甲烷發動機的“朱雀二号”，成為全球第一枚成功發射入軌的液氧甲烷火箭。
圖檔來源：藍箭航天
對于為什麼要在浙江造火箭，藍箭航天CEO張昌武表示，因為浙江的制造業發達，本土及周邊長三角有大量與航天配套的産業鍊布局，能夠充分滿足航天火箭生産、組裝對配套環境的需求。
事實也确實如此。“朱雀二号”液氧的液體助燃劑由杭氧集團供應，他們同時還供應了宇航級氪氙氣體，作為衛星入軌離子發動機推進劑。這家杭州老牌企業，從20世紀50年代開始就與航天系統共同研究相關的液氧液氮裝置，為飛船提供動力，也為宇航員們“出差”提供氧氣保障。
圖檔來源：藍箭航天
尿不濕和友善面
去年8月，由杭州的航天企業“地衛二”自主研發的智能遙感衛星“地衛智能應急一号”成功發射，成為首顆進入太空的“浙産”人工智能衛星。
圖檔來源：地衛二
不同于傳統衛星，這顆衛星有個“最強大腦”——一個名為“弦平台”的AI處理器，能直接在衛星上快速處理資料，免去了将資料傳回地面再處理的煩瑣流程。
除了單體的智能，地衛二這兩年也在深耕太空計算，實作從單一領域智能模型到大模型，從智能衛星到太空計算的跨越。簡單說，就是将雲計算搬到太空上，為全球使用者提供通用、普惠、可靠的太空計算服務。
“讓太空計算成為一種公共服務。我們相當于一個應用商店，各個國家和地區可以在太空計算系統開發自己的應用。”地衛二市場方案總監李則明說。
圖檔來源：地衛二
目前，地衛二已在全球超過45個國家開展業務，今年将完成對阿曼的商業訂單傳遞，其中包括首顆注冊在阿曼當地衛星的履約發射。
對于商業航天的發展，此前中科宇航力箭系列火箭總設計師楊毅強在接受媒體采訪時表示，現在已經悄然進入了一個市場需求和應用為主導的時代，核心需求在資料服務，但再過5年，可能會誕生太空旅遊、太空制造、太空電站等需求和服務。
截至目前，SpaceX已經發射了6122顆星鍊衛星。今年2月，SpaceX宣布，已成功地通過“星鍊”衛星網絡，從太空向社交平台X上釋出了一個文章。至少，當人類進入離地球不遠的太空，不用擔心上網的問題。
這或許可以用來解釋1970年那位尚比亞修女抛給NASA的質疑：“目前地球上還有這麼多小孩子吃不上飯，怎麼能舍得為遠在火星的項目花費數十億美元？”NASA給出了那句經典回複：“無用之用方為大用。”
但實際上，人類對于太空的探索并不是“無用”。一直以來，中國科學院微小衛星創新研究院衛星總師陳宏宇都有個觀點：航天項目也是科技進步的催化劑。
“航天的新技術中有很多都應用在日常生活的方方面面。比如衛星導航系統、衛星氣象預報等技術，每天都在為我們的通信、出行保駕護航。”他說，“我們日常在使用的生活用品，很多都源于航空領域。比如尿不濕、太陽鏡、友善面配料包中的脫水蔬菜，最初都是給航天員用的……”
在談到宇宙探索的必要性時，2018年，劉慈欣曾在領取克拉克想象力服務社會獎時說過一句話：“從長遠的時間尺度來看，在這無數可能的未來中，不管地球達到了怎樣的繁榮，那些沒有太空航行的未來都是暗淡的。”
本報道引用了國際學術期刊《自然-合成》、新華社與央視新聞對中科大精準智能化學實驗室的報道，以及馬斯克4月8日公開演講。
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“火星叔叔”鄭永春
中國科學院國家空間科學中心研究員、中國航天科普大使劉勇
火箭工程師、翎客航天CTO楚龍飛
地衛二市場方案總監李則明
衛星專家陳宏宇
藍箭航天CEO張昌武
都市快報·九千光年小組
記者 童蔚 劉永麗 熊文媛 儲帆
編輯 梁應傑