有了火箭和飛船就移民火星？想得太簡單了！

地球在距離太陽約1.5億公里的橢圓軌跡上緩緩轉動，它是太陽系中的一顆藍色寶石。而在遙遠的宇宙深空，火星像一顆赤色的孤星，位於太陽系的另一端，它的軌道平均距離太陽2.28億公里，是一個扁平的橢圓。當地球繞日運轉至最遠端的遠日點，而火星恰好接近太陽的近日點，且兩者位於太陽的兩側，它們間的距離最遠可達到5460萬公里。

然而，考慮到這樣的巧合極爲罕見，通常我們計算的地球與火星間的平均最近距離約爲7830萬公里。二者的運動速度也不同，我們的地球年是365天，而火星繞太陽一圈則需要687個地球日。這樣的不同步使得地球並不能總是與火星保持最近的距離，當它們分處於太陽的兩側時，直線距離甚至能擴大到4.01億公里。

光的傳播速度約爲每秒299792公里，這意味着從地球向火星發射的無線電信號至少需要187秒才能抵達火星表面，而當兩者最遠時，信號傳遞則需要長達1342秒，也就是22.4分鐘。

當前的飛船技術無法達到光速，加之地球與火星公轉的角速度不同，因此不能直線飛向火星。我們必須在距離地球與火星極遠的位置發射火箭，通過逐漸逼近火星軌道，最終在預定的地點與火星相遇，並被火星的引力所吸引。這不僅要求我們具備複雜的軌道計算能力，還需要消耗大量的燃料，並經過漫長的旅程。

那麼，我們飛向火星究竟需要多久？根據美國宇航局戈達德太空飛行中心的分析，我們至少需要9個月的時間才能到達那片荒蕪之地。這並非意味着我們可以在地球與火星最近時發射火箭，而是需要提前9個月（這樣的發射窗口每26個月纔出現一次）。

在這9個月的時間內，地球需要繞太陽走完3/4的距離，而火星則需完成大約1/3的旅程，而飛船則需飛行約8億公里。

面對漫長的太空旅程，宇航員們將會遇到哪些挑戰？

美國、歐洲和俄羅斯已經向火星發射了多個探測器，但人類宇航員並非冷硬的機器，我們必須重視他們在太空中的生存問題，這是一個錯綜複雜的議題。因此，本文只探討其中最關鍵的問題。

首先，宇航員們將面臨致命的深空輻射挑戰，而非食物或生理需求。

深空並不像我們想象的那樣空曠，那裡充滿了各種致命的輻射。除了來自太陽表面的高能輻射，還有銀河系深處的各種強電磁輻射和高能粒子。銀河系宇宙射線是由超新星爆炸等極端事件加速到極高速度的質子和原子核，它們能夠對航天器的電子設備造成損害，破壞細胞的DNA，增加癌症或其它疾病的風險。

根據好奇號火星探測器的測算，宇航員在這樣的旅途中所受的輻射劑量約爲0.66西弗特，足以引發致命的癌症風險。而地球上的普通人所接受的正常輻射劑量只有10微西弗（0.00001西弗特）。這還僅是單程旅行的輻射劑量，尚未考慮宇航員在火星的出艙活動和返回地球的漫長旅程所受的輻射。

那麼，爲何地面和國際空間站是安全的？國際空間站上的宇航員長期在太空工作，爲何未見他們普遍患癌症？

答案在於地球的磁場。地球的核心是固態鐵核，外層則是液態鐵的海洋。地心與地幔的微小轉速差異導致了“發電機現象”，在地球周圍形成了一個巨大的磁場。正是這磁場的偏轉作用和大氣層對輻射的吸收，保護了我們免受宇宙射線的傷害。國際空間站距離地面僅400多公里，也在地球的“磁盾”保護範圍內。相比之下，深空飛船的防護措施幾乎是不可能實現的。

其次，漫長的旅行會帶來心理問題和其它健康風險。

一些國家已經進行了“火星生存”的實驗研究，模擬一個密閉環境，讓志願者在裡面生活和工作數月。但宇宙飛船的空間遠不如這些實驗場所寬敞，宇航員們將被迫在狹小的空間內度過漫長的9個月甚至更長時間。強烈的宇宙射線可能損害他們的大腦，狹小的居住環境和未知的未來可能影響他們的情緒，甚至摧毀他們的意志力。

微重力環境對宇航員的身體機能有負面影響，這一點從國際空間站的醫學研究中得到了證明。NASA對返回地球的宇航員的體檢發現，30%的人出現視覺問題。研究認爲，這些問題可能源於頭骨內部壓力的增加，腦脊液在太空中比在地球上更多地流入頭部，增加的大腦壓力沿着視神經移動，壓迫眼球后部，造成永久性傷害。

最後，低軌道飛行與深空旅行是完全不同的概念。

人們可能會誤認爲，既然人類能夠將宇航員送上太空站，那麼將他們送去火星也應是輕而易舉。但事實並非如此，低軌道飛行與脫離地球引力的深空旅行存在巨大差異，面臨許多亟待解決的問題。

例如，俄羅斯和美國每年都需要向國際空間站發射載人或貨運飛船。載人飛船在替換宇航員的同時，也爲他們提供心理安慰，一旦出現問題，他們能夠儘快返回地球。而貨運飛船則爲宇航員提供源源不斷的生活物資，使他們能夠享受到儘可能新鮮的食物、充足的飲用水，甚至能洗澡和換洗衣服。

相比之下，深空旅行無法做到這些。宇航員需要攜帶足夠兩年的食物和淡水，他們甚至無法洗澡，飛船內部的氣味也令人不悅。由於飛船的循環系統無法做到足夠大，一旦有人生病，整個團隊將陷入困境。

我們不能天真地以爲可以在飛船上種植糧食。即便你辛勤勞作，所種的糧食也可能很快就被吃完。太空種植糧食的成本和所需的空間資源都非常高昂，遠不如攜帶足夠的食物。

在火星上生存又是如何呢？

火星是一個與地球截然不同的星球，寒冷、荒蕪，沒有磁場，大氣稀薄，氣壓極低，空氣缺乏氧氣，地表沒有水，土壤有毒，不具備人類生存的基本條件。人類若想在火星上立足，必須首先考慮如何生存。這些問題我們將在後續文章中爲您詳細分析。

總之，儘管美國計劃在2035年實現宇航員登陸火星的目標，但這一計劃面臨着諸多技術和生存問題。即便是在未來十年內人類能夠製造出深空火箭和飛船，圍繞宇航員生存的一系列挑戰仍將懸而未決，科學家們需要投入更多時間進行研究和實驗。

目前，在火星等深空中使用機器進行探測可能比人類親自前往更爲合適。地球強大的磁場爲生命提供了生存空間，我們應心懷感激。利用空間站開展空間科學研究，用機器人作爲探測先驅，是目前正確的策略。

儘管人類總有一天會離開地球，探索更遙遠的宇宙，但太空探索必須遵循科學規律，一步一步進行。這一探索過程不能被商業宣傳或政治口號所取代，而需要科學研究的紮實進展。

科學事業嚴肅而細緻，容不得半點輕率和疏忽，否則將付出沉重代價。