人类登陆火星可能面临的10个最具挑战性的障碍

多年来，太空旅行取得了非凡的进展。1969年7月，人类第一次在月球上行走，而现在，仅仅50年后，人类就计划在不远的将来把人类送上火星。据美国宇航局称，他们计划在2033年将人类送上火星。美国已经成功地在这颗红色星球上着陆了八艘宇宙飞船，包括机遇号和洞察号。虽然宇宙飞船对火星进行了特殊的研究，但它与人类亲自探索还是有很大的不同。

尽管人类登陆火星的想法令人兴奋，但在探索火星的过程中，我们会遇到许多问题。从长期的沙尘暴和异常高的辐射水平，到对食物供应和整体健康的担忧，我们将有几个障碍要克服—。让我们来看看宇航员在旅途中面临的10个最具挑战性的障碍。

No.10：火星可能仍然处于火山活动状态

在一项新的研究中，火星似乎仍有火山在活动。在火星南极的固态冰下，有一个20公里宽的液态水湖。虽然最初人们认为水保持液态是因为溶解的盐以及来自湖面的压力，但新的研究提供了一个截然不同的理论。这项新研究的结论是，盐和压力不可能阻止水结冰，火山活动是水保持液态的唯一可靠解释。火星在过去绝对是火山活跃的星球，因为奥林匹斯山是我们整个太阳系中最大的火山。

根据这项研究，来自火星内部的岩浆大约在30万年前到达了火星表面。它并没有冲破地球表面，形成一座新的火山，而是留在了位于南极下面的岩浆室里。当岩浆房冷却下来时，它会释放出足够的热量来融化极地冰盖下的水。他们认为，即使到今天，热量仍在缓慢释放。研究报告的作者认为，如果30万年前有火山活动，那么现在很有可能仍在活动，这可能会给最终来到火星的游客带来一个问题。

No.9：稀缺的食物来源

宇航员需要吃东西，在火星上种植食物将是一项非常困难的任务。事实上，由于土壤中含有高氯酸盐，在没有保护性温室的情况下，农业需要几百年的时间才能进行。高氯酸盐是一种刺激性的化学物质，在任何植物生长之前，都需要将其去除。除了这些化学物质，引力也会造成问题，因为地球的引力只有地球的三分之一左右。尽管一些实验已经证明，一些植物可以在国际空间站的微重力环境下生长，但这并不意味着它们可以在火星上生长。

2014年的一项研究显示，在没有化肥的情况下，番茄、小麦、豆瓣菜和芥菜叶能够在模拟的火星土壤中生长50天，这是有希望的。但是把火星变成一个能够种植植物的星球需要几百年的时间，因为火星稀薄的大气层中含有较多的氧气。比方说，人类可以迅速改变大气环境来种植植物，但冬天会带来另一个巨大的问题，因为气温会下降到零下207华氏度。

No.8：必须永久的穿太空服

由于火星不适合人类居住，访问火星的宇航员在旅途中必须穿永久的宇航服。宇航服必须有足够的弹性，让宇航员可以使用建筑材料，也可以使用不同的机器。此外，他们必须足够舒适，让他们住在里面。

至于那里的大气层，相当于地球上25公里的高度，这意味着那里的空气太稀薄，人类无法呼吸。除了稀薄的空气，还有太多的二氧化碳和不够的氧气。由于冬天的温度可以低至-207华氏度，宇航员需要温暖的宇航服来保持他们的血液在全身循环。这些宇航服将是他们的生命线，所以它们需要被完美地制造出来，以便宇航员在前往我们这个行星邻居的探险之旅中幸存下来。

No.7：创造一个人类文明可能并不容易

显然，探索这颗红色星球的宇航员不会在那里建立火星家庭，但有很多人谈论有一天人类会永久定居在那里。这可能并不像听起来那么容易。仅仅是缺乏引力和高剂量的辐射就足以严重损害胎儿。虽然有几项实验涉及老鼠、大鼠、青蛙、蝾螈、鱼和植物，以观察它们是否能在太空中成功繁殖，但结果一直没有定论。尽管小鼠和人类明显不同，根据所进行的实验，目前人类在火星上成功繁殖看起来并不好。

No.6：登陆并返回

登陆火星将不会是一段平稳的旅程。例如，当美国宇航局的洞察号宇宙飞船进入火星大气层时，它的速度高达每小时12300英里。当它在大气层中下降时，它必须减速到每小时5英里才能降落在地面。减速发生在不到7分钟的时间里，美国宇航局的工程师们称之为“7分钟的恐怖”。

我们知道如何在这颗红色星球上着陆，但是离开火星可能并不那么容易。火星上升飞行器将由液氧和甲烷提供动力，火星上的所有成分(氢、碳和氧)都是可用的。大气主要是二氧化碳，所以相对容易得到。然而，钻井取水将更具挑战性，因为他们不能100%确定水下是否有水。假设他们能获得燃料的必要成分，从火星恶劣的环境和大气中起飞可能并不容易。

No.5：持久的沙尘暴

火星以其巨大的沙尘暴而闻名，其中一些巨大到可以用地球上的望远镜观测到。大约每三年（火星上的三年），一场巨大的沙尘暴就会覆盖整个红色星球，被称为“全球沙尘暴”。“沙尘暴的好处是最强的风只能达到大约每小时60英里，所以它们不太可能损坏任何航天器。另一方面，微小的尘埃颗粒倾向于粘附在表面甚至机械齿轮上。一个具体的问题是太阳能电池板，如果有足够多的灰尘覆盖它们，它们就不能吸收足够多的阳光来为设备提供动力。

No.4：地形极其崎岖，天气寒冷

火星上非常粗糙和多岩石的地形可能会给航天器以及试图在火星表面行走的宇航员带来问题。这颗行星被岩石、峡谷、火山、环形山和干涸的湖床所覆盖。2013年，“好奇号”探测车遇到了类似的问题，当时它到了一个地区，那里有看起来像尖刺一样锋利的岩石。这些锋利的岩石很可能是风造成的。这些锋利的岩石能把车轮压瘪甚至击穿，更不用说它们在上面行走是多么不可能。

访问这颗红色星球的宇航员肯定不习惯它极低的温度。火星上的平均温度是-80华氏度，在冬天可以低到-207华氏度。他们需要特殊的宇航服来抵御寒冷的温度。

No.3：辐射水平高，重力很小

由于火星的大气层比地球稀薄得多，人类造访这颗红色星球时，将几乎无法抵御高水平的辐射。事实上，他们不得不担心两种危险的辐射源。首先是来自太阳的危险耀斑，它们需要适当的保护。第二种是来自银河宇宙射线的粒子，这些粒子几乎以光速穿过太阳系，它们能伤害任何被它们击中的物体，比如宇宙飞船，甚至宇航员自己。宇航服，以及航天器，都需要由能够保护他们免受高水平辐射的材料制成。

另一个主要问题是火星上的重力只是地球上重力的三分之一。为了更好地理解，如果一个人在地球上重220磅，那么他在火星上的体重只有84磅。有几个因素导致它的重力较低，如密度、质量和行星半径。虽然这两颗行星表面几乎相同，但火星的体积仅占地球的15%，质量仅占地球的11%。虽然目前还不清楚重力变化对宇航员健康的长期影响，但研究表明，微重力的影响会导致骨密度、肌肉质量、器官功能和视力下降。

No.2：去火星的漫长旅程

甚至在宇航员到达火星之前，他们就必须忍受一段异常漫长的旅程。至于这段旅程实际需要多长时间，有几个因素需要考虑，比如发射时行星在太阳系中的位置，因为行星之间的距离总是随着它们围绕太阳旋转而变化。

虽然火星和地球之间的平均距离是1.4亿英里，但它们之间的距离确实要近得多，这取决于它们围绕太阳的位置。当火星位于离太阳最近的位置，而地球位于离太阳最远的位置时，这两颗行星就会彼此最接近。到那时，这两颗行星将相距3390万英里。当这两颗行星位于太阳的相反方向时，它们之间的距离为2.5亿英里。

据美国宇航局称，理想的火星发射将需要大约九个月的时间。这就是到达那里需要的时间。再过九个月左右，他们就会返回地球，而不管他们在这颗红色星球上停留多久。

No.1：精神和身体健康问题

除了崎岖的地形、冰冻的温度和沙尘暴，宇航员还必须担心他们可能出现的心理和身体健康问题。从两个高度不同的引力场出发的过程会影响它们的空间方向、平衡、机动性、晕车、手眼和头眼协调。

在一个无人居住的星球上，远离家人和朋友，被限制在一个狭小的空间里几个月或几年，对他们来说将是精神上的痛苦。他们的情绪、认知能力可能会下降。此外，他们可能会出现睡眠障碍、疲劳甚至抑郁。在一个封闭的地方，一个人很容易把细菌传染给其他人，这可能会导致疾病、过敏或疾病。

最大的健康因素是火星上的高辐射水平，这可能会增加他们患癌症的几率。辐射会损害他们的中枢神经系统，导致他们的认知功能、行为和运动功能的改变。它还会引起恶心、呕吐、疲劳和厌食症。心脏和循环系统疾病，以及白内障，可能会进一步发展。