你曾梦想过在地球以外的地方居住吗？美国宇航局NASA宣布重大发现：火星上发现液态水，你们还等什么，赶紧移民火星吧，不过，想要移民火星，首先得改变火星的气候环境。
在和平年代，人类的这份雄心壮志早已蓄势待发。将这一想法付诸实现，其实有很多新奇的方式。就像科学研究、探险活动、知名建筑物的构建等传统动机一样，在太空开发活动的背后，有越来越多的商业驱动力。当然，如果将地球随时面临的各种毁灭性灾变作为考虑的出发点，太空探索、星际移民、在宇宙中找到适宜人类居住生活的另一个家园，也的确应该纳入到讨论和研究的范畴中来。
移民火星
科幻与科学有差别
根据目前的技术水平，“绕地轨道”这样的太空旅游已经可以实现了。数十年内，“从太空寻找到资源”或许能够撑起永续的经济成长，而且将可以解决其他诸如“环境压力”这类难题。就发电产生的废热和污染来说，太空发电设备相较之下都会是一个更优的选择。
小行星矿场和轨道发电厂的产生，将使采矿人员和相关的工程师长时间的背井离乡、在宇宙中某个寂寞的星球上生活——这也就是“太空移民”。但我们要怎么达到这个目标呢？阿波罗任务的宇航员在登陆月球的任务期间，都时时带着他们所需的食物、空气、水，也因此只能停留3天时间内。在绕地轨道的空间站里，人类已经可以工作、生活1年以上。不过，就算国际空间站有些地方落实了回收再利用，基本上所有空间站仍必须依赖于定期从人类居住地送来的食物和其他补给品。无论基于宇宙探索的远大理想，或是因为毁灭性的浩劫令人类不得不放弃地球驾驭，一旦我们真的打算长期在地球之外居住和工作，不管怎样，都得学会离开陆地生活，但是首先必须建立一座基地。
地球化是指“把其他地方变成地球的移民地”，而说到地球的移民地，我们通常会联想到火星，改造火星计划是一项规模宏大的工程，这是现在的科学家已经在研究的事情。
为什么要改造火星气候环境？
火星改造是一项世纪大工程，甚至是一项空前绝后的大工程，为这项世纪工程所要投入的人力、物力和财力无法估量，为完成这项工程所需要的时间不是十几年或几十年，而是几百年或上千年。人类为什么要花费如此高昂的代价来实施这项工程呢？
因为地球上的人口越来越多，资源越来越少，环境越来越坏，生活质量越来越下降，因此应该寻找出路，将地球上过多的人输出到其他星球上去，而在太阳系中，唯一能够接收地球上过多人口的就是火星。在几十亿年前，火星还是一颗到处都布满水的行星，那时候的环境跟地球一样，这种环境完全适合生命的存在。因此，人类改造火星的目的就是要恢复火星过去的环境，还原其本来“面目”。人类对火星的改造是由人的本性决定的，因为人总是不断进取，不断扩大自己的生存空间，不断改造周围环境，使之满足自己的需要。因此，改造火星环境不仅是人类历史发展的必然，而且是人类本性的集中体现。
如何改造火星环境？
科学家建议，对火星的环境改造分为两步走：第一步是形成生态系统，第二步是形成地球环境。所谓形成生态系统，就是在火星的表面形成一个有氧的生物圈。这要求火星不仅具备充足的液态水，还要使火星表面的紫外线大大减少，并且逐渐增加氧和氮的含量。上述条件相互相互作用，相互影响，可以为改造火星环境创造有利条件，在某种程度上形成一种正反馈。例如，当大气的密度和厚度增加时，它即可以减少紫外线辐射，又可以产生温室效应，提高火星表面的温度；当火星表面的温度提高时，可以融化北极的水冰，甚至融化永冻土中的冰，因而可以部分解决液态水的需求问题。
火星环境改造工程首先从提高其表面温度开始。办法有两种：直接加温法和间接加温法。所谓直接加温法，就是使用物理学的办法在火星的局部加温，具体方法有太阳反射镜、小行星撞击和在火星上进行核爆炸。间接加温法包括减少火星极冠的反射率，让极冠吸收较多的太阳光，从而达到提高温度的目的。
形成生态系统阶段结束后将进入形成地球环境阶段。形成地球环境阶段的最终目标是在火星上形成一个与地球完全相似的生物圈，能够适合人类居住。这个阶段的第一步是在火星的某些条件稍好的地方引进地球上的微生物。首批引进的微生物必须是所谓的光能自养生物。它的特点是利用太阳光作为能源，在代谢过程中不需要复杂的有机物。为了保障从地球上引进的生物能够在火星上存活，并适应火星上的恶劣环境，必须用转基因技术培育出新的品种。因为目前还没有一种微生物能够适应火星环境。
在火星上引进地球微生物后，可以改变火星大气的成分，特别是增加氮的含量。要想使火星环境适合人类居住，首先是要有氧，因此在成功引进微生物后，就应该在火星上种植植物。植物可以将火星大气中的二氧化碳转变成氧。首批在火星上生长的植物可能也是采用转基因技术的产物。因为一般植物不可能在富有二氧化碳和差不多完全缺氧的环境中生长发育。另外，这种植物要么自我授粉，要么由风授粉，不能由昆虫授粉，因为在这种环境下还没有昆虫。不过虽然种植植物可以制造出富含氧气的大气层，但这种方法可能得花上好几千年。氮气和其他的生活基本要素可能必须从彗星或结冰的卫星输入。
在火星上引进了微生物和植物后，还要引进动物。一旦火星上有了较多的氧气，并且温度和湿度都比较适宜时，要大量种植植物和繁殖动物。不仅数量要多，而且品种也要多，要使火星上的生物跟地球上的一样具有多样性。生物多样性对于保障火星生物圈的稳定极为重要。
只有当人类大量移民到火星以后，火星上的生物圈才能迅速发展成跟地球的一样。随着火星环境的不断改造，会有越来越多的人来到火星，但主要是从事临时性的工作，而不是定居。只有当大量移民在火星上定居时，人类的生产和生活将加速火星环境的改造，从而使火星真正成为人类的第二故乡。
从具体方案上看，这一改造火星环境的千年计划将会在起始年时围绕一系列、为期18个月的调查任务展开。每位初到火星的成员将会体验6个月，往返于地球与火星间的旅程，一些小型试验站也会建立起来，不仅制造超级温室气体的工厂，还要使轨道上的反射镜面瞄准火星冰原，以释放更多的温室气体。人工制成的温室气体将会使冻土和极低冰川融化。工厂制造出温室气体，来自太空的轨道反射镜面汇聚阳光，投射在冰原上，以加速融化速度。这样经过100年后，雨水将会在足够的二氧化碳被释放出后到来。温室气体让这颗冰冷的星球逐渐苏醒，微生物、藻类和地衣等开始在荒漠中显现。600年后，开花类作物在此后出现，有机土壤的面积扩大，逐渐有氧气被释放到空气中，针叶林甚至是季雨林开始生根并不断壮大。
科学家估计，如果生态系统形成阶段需要一个世纪的时间，部分地球环境形成可能需要几个世纪的时间，而火星上的地球化环境要完全形成，可能需要更长的时间。因此，如果对火星环境进行整体改造，使其环境跟现在的地球完全一样，前后大约需要1000年。这的确是一段不短的时间。可是在地球形成的早期，仅从无氧环境通过光合作用变成有氧环境，就花费了10万年。而人类仅用1000年就将火星环境改造成跟地球的一样，相比之下这段时间不算太长。
有快速改造火星环境的方法吗？
不管怎么说，用几个世纪甚至1000年的时间对火星环境进行改造，不仅速度太慢，而且时间也太长。于是人们开始思考“有没有改造速度更快、花费时间更短的办法呢？”科学家设想，将一些直径为250千米巨大反光镜放置在距离火星32万千米处，利用这些镜子反射太阳辐射从而提高火星的表面温度。但是这些巨大的反光镜重达20万吨，庞大的体形根本无法从地球发射。不过，人们有可能利用在太空中找到的材料来建造这些反光镜。
如果把这样大小的镜子对准火星，可以把小范围内的表面温度提高几摄氏度。想法是这样的：通过反光镜将阳光集中发射到火星两极的冰盖上，使那里的冰融化，释放出人们认为储存在冰内二氧化碳。多年之后，气温上升将导致氯氟烃等温室气体的释放。此外，还可以利用温室气体生产厂来留住太阳辐射，更大胆的建议是利用含有大量氨的小行星撞击火星来增加温室气体的含量。
未来，我们能在短期内在另一个行星上建立一个稳定的社区吗？这显然不是一个简单的任务，但这也不会阻止科学家开始动手思考这类问题，尤其是把火星当作我们新生活开始的地方。在火星上的任何移民活动(如果它不至于成为全太阳系最昂贵、最难到达的科学实验室)，最后终究得有能力自给自足才行。当然，在开始阶段，将会有大量设备被运送过去，绝大多数的任务会由无人宇宙飞船执行。
选择正确的设备组合将成为关键：轻量化的充气式居住地区相对容易运送，且几乎能够马上提供栖身之所。不过就长期而言，能够帮助移民者生产砖块这类建材的设备会显得更加重要与关键。移民者会使用在火星制造的钢、铝、玻璃和砖块来建造增压式移居地，这些移居地可能从一开始的安身之地扩展成为城镇。居所是多层式，能够避免单一单位出事而造成的事态扩大化。最开始的兴建工程将交给机器人来完成，为载人太空任务预做准备。机器人先于人类飞抵火星，将火星玄武岩基岩的孔开大，选择那些天然而独特的六角形岩石进行开采，并将岩石的内部采空。机器人在洞穴内部创建网络式的结构，同时将玄武岩挤压、溶解成块，使之成为便利的燃料纤维，同时，这些纤维也可以取代地球上的传统建筑材料，使用这些可以在火星上搭建人类的新家。
火星移民洞穴
尽管移民者必须找到地下水或冰的位置并加以开采，“水”仍会是最珍贵的资源。因此所有废水都得悉心地回收处理，重复利用。火星移民将需要一定程度的工业产能，并且能够确保居留地可以维持含氧量充足的大气。这就表示需要可靠的电力供给，最有可能采用的发电方式是太阳能与核能并用。在温室中种植新鲜的粮食将会是基本工作，但种植其他绿色植物可能也有必要，比如种植竹子不但有益改善环境，它还是很方便的建材。
虽然我们在21世纪内就可以到达火星，但是“火星环境地球化”这一想法要完全实现可能还需要几千年的时间。但这是我们的火星任务，也是人类必须完成的。
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