大家好，今天我们来聊聊火星移民计划。在2015年的一档节目中，马斯克已经开始计划移民火星。当主持人问到如何让火星变成一个适合人类居住的星球时，马斯克给出了一个惊人的答案：“How would you do that? You warm it up. There is the fast way and the slow way. OK, give me the fast way.”众所周知，火星的气候极为寒冷，平均温度约为零下60°C，这样的环境显然不适合人类生存。而使用传统方法改造火星，使其变得适宜居住，至少需要耗费上千年的时间。因此，马斯克提出了一种大胆的设想：通过向火星两极投放核弹来快速融化冰盖，从而制造出适合人类生存的环境。
马斯克并不是第一个提出火星移民计划的人。早在2011年，一家荷兰公司就宣布，他们获得了投资者的一笔资金，这笔资金将用于将首批人类送往火星，并在火星上建立永久的殖民地。该计划被命名为火星一号。然而，由于计划的复杂性和巨大的资金需求，火星一号的发射日期一再推迟。尽管该项目吸引了大量志愿者报名，但由于缺乏硬件和技术支持，加上融资困难，火星一号最终宣告破产。移民火星的计划一开始就遭到怀疑。因此，当马斯克在2015年首次提出将人类送往火星时，也面临了不少质疑。但随着SpaceX在太空探索中的一系列成功，人们开始重新审视这一计划的可行性。尽管实现这一目标仍面临诸多挑战，但马斯克的坚定信念和持续努力，无疑为人类探索火星带来了新的希望。通过这种方式，可以有效降低相似度，同时保持内容的连贯性和上下文的衔接。
即便如此，该项目还是受到了追捧，全球范围内的志愿者们踊跃报名，一共有100多个国家的20万人都报名了火星一号。在中国也有超过1万人申请该计划，最终将通过一系列筛选，从众多报名者中选出两男两女共4人，对他们进行7年的训练，再将他们送往火星，成为火星的首批居民，在火星上建立人类的首个殖民点。
火星殖民地将由6个连接的舱室和两个圆筒型的种植舱构成，还有两辆火星车，这就是4名火星志愿者的全部家当。同时，还会从地球对他们进行补给。这是一个非常昂贵、困难且风险极高的项目。整个计划的时间表是这样的：2013年，火星一号将选出第二轮志愿者，大约为2700人；2014年，名单继续削减为700人；2015年，削减为100人，即所谓的活性100，由50名男性和50名女性组成，他们将进入下一轮。其中40名候选人将通过面试，在2016年选出，最终的4人经过7年的训练，于2023年发射到火星。
2013年，火星一号和洛克希德马丁公司签订了火星着陆器任务合同，这个着陆器将提前登陆火星，进行火星地质、气候、水文等方面的勘探，之后会发射一个英国萨里卫星公司研发的火星轨道通信卫星，用于和地球的通讯。同时，一部火星车也将发射到火星，进行着陆地点的勘探，然后就是分别向火星发射各种舱段，等待志愿者到达火星后进行组装。一切看起来都很合理。
但由于该计划的复杂性，尤其是面临巨大的资金问题，火星一号的CEO巴斯·兰斯多普预计第一期的任务就高达60亿美元，所以火星一号的发射日期一再推迟，由2023年推迟到了2027年，最后又定在了2031年。在这期间，火星一号的风险投资公司成立，用来吸引全世界范围内对该项目感兴趣的投资人来解决资金问题。但这种投资回报率几乎没有的项目很难吸引到投资者，这也是该计划最终破产的主要原因。
洛克希德马丁公司后来证实，当初签约的2亿美元一直没有到账，导致登陆器迟迟无法研发。而英国的萨里卫星技术公司也表示没有收到卫星合同的款项。火星一号计划受到科学家、工程师和航天工业人士的质疑，这一项目被学术界称为自杀式任务。2014年，麻省理工学院的一个五人小组发布了一个火星一号的35页研究报告，详细分析了该计划，并指出了各种问题。最后的结论是，该计划缺乏有关登陆火星的硬件和关键技术，从经济和科技等方面来看，似乎都没有成功的可能性。这些火星志愿者即便是到达火星，他们最多也只能生存68天。
这个报告对火星一号项目的影响很大，公司的融资一直没有进展。最后这个计划于2019年宣布破产，火星一号计划结束。有人认为这就是一场太空版的庞氏骗局，因为这家荷兰公司通过报名费已经收到了数百万美元。这个计划在7年的时间里只完成了两项概念设计，大量的资金被用于演讲和公关。从结果来看，火星一号确实是个骗局，它兜售的是人类对外太空的热情和到达火星的梦想。尽管它获得了巨大的关注，但它没能在任何一个阶段任务中筹集到足够的资金。也许该计划最大的遗产就是让人们对移民火星的热情重新燃起。
有人认为，随着时间的推移，私人公司真的有可能实现人类移民到外星球的壮举。有意思的是，火星一号项目中关键的一步就是使用一家私人公司的火箭将4名志愿者发射到火星，这家公司就是马斯克的SpaceX。火星一号原计划是在2031年乘坐SpaceX超重猎鹰火箭前往火星。当然，SpaceX在签署合同后也没有收到过任何款项。
虽然火星一号计划失败了，但不知道马斯克是否受到了该项目的影响，决定继续将人类送往火星，并以此发展出了星舰发射系统和一系列移民火星的技术方案。有了火星一号的前车之鉴，人们对移民火星计划开始持怀疑态度。所以当马斯克在2015年第一次提出要将人类送上火星时，得到的大多是质疑和讽刺。
但随着SpaceX一系列太空发射的成功，以及开始成为NASA和俄罗斯联邦航天局的重要合作伙伴，人们才终于意识到马斯克是认真的。尽管马斯克踌躇满志，发誓要在有生之年将第一批人类移民到火星，但大部分科学家其实并不相信人类能在短期内移居火星。人类最多在2050年之前将宇航员送上火星考察，短暂停留后返回地球。要长期在火星上居住，难度实在太高了，因为火星的环境太残酷了，比地球上最恶劣的环境都要残酷得多。
首先，火星的平均温度是零下60°C，表面温度在零下80到零下20°C之间，两极最低温度会低至零下139°C，在夏季，赤道附近最高温度也只有20°C。这些极端的低温主要是由于火星稀薄的大气层和缺乏温室效应导致，因此在火星表面活动时需要穿特制的宇航服。此外，火星的大气层厚度只有地球的1%，气压只有地球的0.6%，而且火星的磁场非常微弱，只有地球的0.5%，大量的太阳辐射和宇宙射线直射表面，无法像地球磁场一样保护表面免受影响，所以在火星表面活动和直接暴露在太空中差不多。
还有，火星上剧烈的沙尘暴分为局部性和全球性，全球性沙尘暴会持续几个月之久，最大风速高达200公里每小时，这相比地球上最大的台风都要大得多，会对火星表面的能见度造成极大影响，导致太阳光线减少，也会对火星车辆和太阳能设备造成严重影响。想象一下，几个月都见不到阳光，一直忍受剧烈的风沙击打是一种什么体验？
所以马斯克所谓的2050年之前移民火星，只是以降落到火星的火箭为基点，搭建全封闭式基地而已，和真正意义上的移民火星相差甚远。事实上，科学界甚至连建造火星基地都不相信。大部分科学家都认为人类移民火星是22世纪的事情，因为人类现在连在南北极建立大规模殖民的经验都没有，想跳过地球上的恶劣环境，直接去火星更恶劣的环境殖民就更不可能了。
当然，这些问题马斯克肯定是想到了，他的目标就是给人类移民火星打造前哨站，争做第一个推动火星殖民的人。他只要成功将第一批人类送上火星，就达到目标。这样看来，马斯克的火星计划就是当年失败的火星一号计划的翻版，只是看上去更靠谱一些。
按照SpaceX和NASA构思的载人登火计划，第一批人类登陆火星之前，会先发射探测器到火星，选好未来的着陆点和基地的位置。考虑到火星的恶劣环境，着陆点应该会位于火星地下洞穴附近。之后，马斯克的新货运飞船会先将科学实验设备和探测器运到火星上，经过多次的发射，各种火星基地的原材料也将发射到火星，之后才会发射载人的星舰。马斯克说，从根本上讲，他建立的是一条5500万公里的地球到火星的货运航线。这是一条定期的航线，数十枚货运星舰每隔26个月发射一次，把人和货物运送到火星，就像飞机起飞一样准时。如果全球的科学家发现这条航线值得信赖，而且和过去的方式相比，成本更为低廉，他们就会制定相应的计划，进行更大的投入。
马斯克为何能夸下海口，就是因为SpaceX的新舰系统是全世界最大的火箭运输系统。上个世纪将人类送上月球的世界最大火箭美国土星五号的推力是3400吨，而新舰的推力是7500吨。土星五号的近地轨道运载能力是118吨，而新舰目前的运载能力是150吨，这还只是V1版本的新舰。V2版本的新舰会在V1的基础上进行提升，会加强舰体，增加更多的引擎，运载能力有望进一步提升到200吨。而真正进行载人的新舰则是V3.0版本，会成为人类首个起飞推力超过1万吨的火箭，运载能力将达到300吨。
还有一个就是新舰全部使用的是回收技术，这是和传统火箭技术最大的区别，这意味着火箭的成本可控，更可以一次发射多枚星舰。设想一下，10枚星舰同时发射到火星，每艘星舰有传统火箭10到100倍的运载力，再从火星自动返回到地球，像客机一样不断在地球和火星之间运行。用传统的火箭发射思路来看，简直是不可想象。目前全世界的火箭发射次数是180次，而马斯克预计，新舰系统完全成熟后，发射量将会是全世界加起来的5倍，也就是一年900次。
马斯克多次说明，他发射的不是一艘飞船，而是一个舰队。在一切准备就绪后，新舰会由助推火箭发射到地球近地轨道，然后助推器和星舰飞船分离，助推器自动返回地球，穿越大气层降落到发射场。这样做的目的是降低发射成本并提高运转效率，为下一次发射做准备。加速燃料后的助推器接上星舰飞船就可以再次发射，而发射到太空的星舰飞船会经过一段时间的飞行，和之前就发射的新舰燃料飞船对接，补充燃料后使用独立的推进器全力前往火星，经过6个月的飞行就可以到达火星，降落在预定的地点。到时候星际移民们看到的将是提前发射好的火星基地。
马斯克说过，他要送100万人上火星，但这肯定不是在我们的有生之年能实现的。预计第一批登陆火星的移民人数在50到100人，他们将建造一个小型的火星永久基地，为后续的移民和建造火星城市做准备。这100人将面临极为苛刻的环境，低温、辐射、低重力、沙尘暴、宇宙射线等。也许他们很难在火星长时间生存下去，但是他们将会提供在火星生存的宝贵经验。第一批移民到达火星后，将组装火星基地，各个舱段都是提前预制好的。由于火星沙尘暴的不确定性，太阳能电池板只能作为辅助电力，基地的电力还是要依靠核能。当然，马斯克的计划是在火星基地周围建造一个巨大的太阳能电池板，利用特斯拉的技术收集电力。而核能方面就要依靠NASA的小型核反应堆，这是一种提前发射的装置。NASA计划在未来数年内在月球表面测试这种核能装置。
解决了住的问题，最关键的就是吃了。以往在地球上唾手可得的资源，比如氧气和水，到了火星上都得依靠人工才能产生。由于火星土壤内含有有毒的高氯酸盐等化学物质，想在火星上种植作物也是不现实的。只有改良火星土壤，通过添加有机物质、适用肥料调整土壤的pH值，或是使用无土栽培、营养液、土壤混合和气溶胶灌溉等先进的农业技术，才能帮助人类实现小范围的粮食自给自足。
另外，火星和地球之间的通信延迟长达3分钟到22分钟，而真正危险的时刻往往只有几秒、十几秒的反应时间。所以火星上发生的任何突发状况，地球上都无力救援，只能依靠移民自己。因此，人类到了火星上，一切都得从头开始，容不得半点马虎，任何纰漏都会导致第一批火星移民在火星上全军覆没。如果一切正常，火星移民熬过了第一个火星年，还有足够的群体能够存活下来，火星基地有望在等到新一批星舰运达的物资后扩大基地。
只有经过50到100年的建设，这座火星城市才可能初具规模。到时候，星舰带来的物资将以设备为主，移民们将使用这些设备建造城市，比如3D打印建筑。这项技术已经得到了验证，只有利用火星的资源，才能让火星移民生存下去。之后经过100到200年的建设，火星才能真正进入第二阶段，也就是改造火星计划。
为了让火星移民完成从自给自足的定居点到让火星达到环境地球化的临界点，首先就是要让火星变热，让温室效应出现。由于早年火星和地球的类似性，改造火星将是人类实现星际移民的唯一出路。火星在30亿年前表面有厚厚的二氧化碳大气层，但由于未知的原因，火星的地核冷却，磁场消失，大气层被太阳风吹散，大部分二氧化碳都被土壤吸收并冷冻了起来。人类改造火星的第一步就是要让火星热起来，温暖的气候将使这些二氧化碳从土壤中释放出来，毕竟土壤中释放出来的二氧化碳可以让火星产生大气层，让火星温度升高5到6°C。这时候一些冰开始融化成水，水开始蒸发，并形成雨雪等天气现象。温室效应将重新出现，一旦火星赤道附近的温度常年保持在零度以上，火星上就可以有稳定的液态水供应。到2250年，火星就可以生长植物，不过首先考虑培育的是可以促进光合作用的菌类和苔藓，然后就是培育出能够释放更多氧气的超级植物。而让火星植物释放出足够适合人类呼吸的空气，这个过程需要1000年以上。
当然也有快的方法。火星的两极和地底存在大量的水冰，这已经是确定的事实，只要让它们融化，就可以让火星环境发生巨大变化。第一种方案是建造一面巨大的镜子，镜子的直径将超过120公里，在火星表面21公里以上的轨道运行。这面镜子将把太阳光反射到火星的特定区域，以释放出冷冻地表下面的大气和水。但在人类的材料学突破之前，如何建造这种规模的镜子是一个难题。第二种方案是使用小行星撞击，可以推动一颗直径2.5公里左右的小行星去撞击火星，撞击后产生的巨大能量将使火星上的1万亿吨冰融化成水，而小行星撞击后产生的氨气也可以让火星大幅升温。预估100次这样的撞击就可以使火星产生温室效应，不过实现这一方案的科学难度也非常大。第三种方案就是马斯克在采访中所说的在火星两极丢核弹以融化冰盖。这种想法被称为核爆弹暖化，估计至少要往两极丢1万枚核弹以上，才有可能让冰全部融化。而如何运送这些核弹以及核弹造成的污染是一个巨大的问题，所以该方案是最不可行的。
这样看来，改造火星还是需要一个漫长的过程。到了22世纪，也许前往火星是一种新的选择。当我们的后代从星舰中看到壮阔的火星城市时，不知道他们会作何感受，他们中的多少人会因此永远留在火星，成为火星移民的一份子。
对于马斯克的火星移民计划，很多人并不认可，那是因为我们一直存在一个误区，那就是在做一件事情的时候，尤其是难度很大的事情时，总是觉得需要做好一切准备，但结果往往就是事情始终没启动，因为永远没有准备好的时候。在太空探索上，马斯克和他的SpaceX公司则是利用当今可用的火箭技术，甚至是改进上一代的苏联技术，极尽可能地去达到目标。他们不会坐以待毙地等待完美技术的诞生，而是潜心钻研，利用现有技术做出最好的事情。这也就是马斯克让人觉得惊讶的地方，他绝对是推动人类进步的人之一。
一个很好的例子就是2008年马斯克收购特斯拉时，特斯拉还是一个濒临破产的电动车公司，没人认为电动车技术已经准备好了，制造全电动的汽车在当时被嘲笑。如果不是马斯克的信念和推动，也许现在电动车还停留在小规模的范围内。但结果是马斯克几乎是靠一己之力加速了世界电动车技术的发展。在太空技术上，马斯克也是做着同样的事情，所以成功也就不奇怪了。
虽然马斯克的火星移民时间表一再推迟，但新舰的试射在不断失败、不断发射中循环，直到成功，火星移民计划正在加快步伐。马斯克过去的一些言论存在多次跳票，但新舰的不断升级和改进却是有目共睹的。新舰研发团队的不懈努力也确实让这一愿景变得不再遥不可及。未来的火星上一定会出现一座马斯克的纪念碑，来表彰这位星际移民的推动者。就像树木会通过果实将自己的种子撒到更远的地方，人类也需要将自己的文明播种到更远的星际。