建立火星栖息地需要多少人？

　　随着地球环境恶化，不再适合人类居住，在火星上建立新家园迫在眉睫。2026年，经过层层选拔，最终100个人类(男女各50人)被选为第一批火星移民，前往火星进行探索，并对火星环境进行改造，建设火星栖息地。这些来自不同国家的各领域精英怀揣着梦想飞往火星。到达火星之后，他们遇到种种困难，但经过多年的努力，最终火星城市建立起来了……

　　这是美国科幻作家金·斯坦利·罗宾逊1992年出版的的科幻小说《红火星》中对人类移民火星的描述。然而现实中，至今还没有人类登陆火星，登陆火星的探测器也屈指可数。这是因为人类前往火星的路上有太多的“绊脚石”。

　　太空环境对人类不友好

　　前往火星是一个漫长的旅程，少则需要数月的时间，多则两三年。火星之旅中，人类将不可避免地出现各种健康问题。

　　遍布宇宙的宇宙辐射是阻碍人类前往火星的一大障碍。在一些研究中，科学家发现，宇宙射线会导致人出现焦虑的情绪，使人记忆力衰退。不仅如此，已有的研究还表明，宇宙辐射和太阳风会导致DNA损伤，从而使人患上癌症，还会损害人的神经系统和心血管系统，并可能导致脑部疾病。

　　以人类目前的技术，建造的飞船能抵挡大多数辐射，但是在太空中的时间太久，受到的辐射仍会对人产生不良影响。而火星大气与地球大气相比稀薄了100多倍，宇宙辐射很轻易就能到达火星地表。在火星上活动的人时刻都遭受着高剂量的辐射，这将会对他们造成伤害。

　　待在飞船中是避免遭受高剂量辐射的好办法，但是，长期处于低重力环境中，人的循环系统、大脑和平衡系统将受到干扰。研究显示，在低重力环境下，体液倾向于流向头部和上半身，导致大脑位于颅骨中较高的位置。这还会导致宇航员的眼睛后部变平，从而影响他们的视力。

　　不仅生理受到影响，在漫长的太空旅行中，人的心理也会受到影响。密闭的环境让人变得烦躁、易怒，情绪变得低落。这就是为什么宇航员需要在洞穴中或者其他隔离空间中进行模拟训练的原因之一。

　　火星之旅还未启程

　　更重要的是，人类还没有建造出适合载人飞往火星的安全的飞船。到目前为止，大多数火星任务只是飞越火星或者绕火星运行，在着陆火星的任务中，只有大约40%是成功的，而且都是没有载人。

　　目前，一些国家已经开始了登陆火星的计划，比如美国宇航局计划在2030年将宇航员送往火星，中国计划在2033年开展载人火星探测任务等。为了登陆火星，科学家们也开展了一些模拟火星生活的实验。比如2011年，由俄罗斯组织、多国参与的火星-500模拟实验，该实验设计在520天中，模拟飞往火星、登陆火星、返回地球的全过程;2015年，美国宇航局召集6名科学家，在夏威夷的一个与世隔绝的实验室中，进行了为期1年的火星生活模拟实验。

　　不过，目前各国、各机构的都只是计划将数名宇航员送往火星，而且很可能只提供单程票。美国的SpaceX的火星计划则更加宏大，他们首次载人火星任务计划将12名宇航员送到火星并建立一个小型基地，随后利用火星上的资源制造飞船燃料，返回地球。而他们的目标则是建造一次可以搭载100人的可重复使用的星舰，并计划在2050年将大约100万人运往火星，在火星建造一个大型的栖息地。2021年5月，在进行4次试飞测试之后，星舰原型机在试飞中成功着陆，不过着陆后星舰原型机底部有起火现象。因此目前来看，人类要在火星上建立栖息地还只是一个远大的设想。

　　假设人类扫清了前往火星的障碍，那么，要在火星上建立栖息地，首批火星移民需要派出多少人呢?

　　多少人能组建完美团队?

　　前往火星路途遥远，而从地球上运送生存物资成本高，并且许多因素可能导致物资不能准时安全送达，因此组建一支人数尽可能少、人员搭配合理、能最大发挥能力的火星先遣队非常有必要，这可能关系到了火星移民任务的成败。关于火星第一批移民的人数问题，不少科学家做了研究。

　　2018年，法国波尔多高级理工学院的研究人员利用数学方法来研究多少人的团队可以在火星上建立起栖息地。他们以第一批火星移民主要从火星上获得生存资源为前提，并且假设火星移民都能各司其职，协同合作，共享资源。在模型中，他们将火星移民在火星的活动分为5大类：生态系统的管理、能源生产、产业系统的建设、栖息地建设、社会活动。并输入完成各项活动的单位时间工作量需求，以及单位时间个体的工作能力，计算出在火星上建立一个栖息地，并能自给自足，只需要大约110人就可以做到。这110人中不仅有青壮年人，还有儿童和老年人。

　　但是前往火星不易，一次运送上百人到火星在短期内恐怕很难实现，因此第一批火星移民的人数越精简越好。在2023年的一项新研究中，美国科学家安娜·玛利亚带领的科研团队发现首批移民的人数确实还可以更少。

　　玛利亚的团队开发了一个计算机模型，以国际空间站上宇航员工作、生活的数据，以及一些火星模拟实验的数据为基础。并假设火星定居点已经建成，并且人类技术能在火星获得食物、空气和水，而不是依靠地球运输物资。在模型中，他们考虑了人员的分工，人员的性格特点以及资源的分配等因素，最终得出，只需22人就能长期维持并扩建一个火星栖息地。

　　不过，由于这项研究的前提是火星定居点已经建成，因此，严格来说，首批移民并不是只需要22人，还需要计算上建设定居点的人数。而从现实来看，在火星建造栖息地并不是一批人就能够完成的，从人类登陆到建立一个完备的火星栖息地，可能需要好几代人的努力。

　　尽管有模拟实验，也有相关的登陆计划，但是现在人类所做的还只是移民火星的基础工作，想要在火星上建立栖息地还有许多困难需要克服。好在相关领域的科学家一直在努力，也收获了不少成果，比如美国宇航局在毅力号火星车上搭载了一个从火星大气中提取氧气的实验装置，自2021年毅力号登陆火星到2023年9月，这个装置共产生了122克氧气，相当于一只小狗10个小时呼吸的氧气量。这意味着从火星大气中提取氧气是可行的。未来，只需对设备进行改进，就有可能满足未来人类移民火星的需求。而随着越来越多的科学研究开展，技术的不断成熟，或许在不太遥远的未来，人类能在火星开辟出新天地，并成功搬家到火星。