火星定居任務

2009年NASA設計參考任務架構5.0的概念

火星定居任務（英語：Mars to Stay）是指首批登錄火星的太空人應定居於火星的任務建議。在這些先驅太空人認定火星有充足的條件供人類定居後，未使用的應急返航器將被回收並用作興建居住設施。提倡者認為火星定居任務既可以降低火星任務的成本，並在火星設立永久殖民設施。阿波羅計畫太空人伯茲·艾德林支持此建議，並在多個論壇中提出「忘掉月球，前往火星吧！」 ，並於2013年6月提出「將火星經營成人類居住地，〔使人類〕成為跨行星物種」的載人太空任務。 2015年8月，艾德林聯同佛羅里達理工學院，為美國航空暨太空總署設計出一個規劃總綱，提出在2040年之前進行火星殖民的十年任務。 Mars Underground、Mars Homestead Project／Mars Foundation、火星一號以及火星藝術家社群（Mars Artists Community）等倡導團體和商業組織均將火星定居任務定為發展策略。

火星定居任務的架構最早是由喬治·赫伯特在火星專案VI工作室的於1996年的研討會上題為「前往火星的單程路」的演說中提出。

提案

支持定居任務的論據

火星任務中最困難的部分之一是將太空人撤離火星並送返地球，故此單程前往火星的想法曾多次被提出。例如，太空運動活躍人士布魯斯·麥肯齊（Bruce Mackenzie）曾在1998年國際太空發展會議中發表題為「單程前往火星——在首次（火星載人）任務中展開永久性殖民」的演講，當中提出太空人無需返回地球將降低火星任務的困難性和開銷，故首次火星任務就應該讓太空人定居而非純粹短暫停留火星。

2004年，亞利桑那州立大學教授保羅·戴維斯亦於紐約時報發表過相似的論述。他建議太空定居任務可由四名太空人組成殖民地，並配備一個小型核反應爐和數輛火星車。這些太空人將自己製造氧氣、種植事物，甚至使用火星上的原材料進行建設；再加上來自地球的食品、醫療用品和替換零件供應，殖民地便能長久維持營運。

艾德林的原始計畫

在不同的火星定居任務架構下，首批前往火星的人類一般設定為六人團隊。首次登陸後，後續的火星任務將提高火星人口至30人，從而開始火星的殖民。有別於月球，火星表面蘊含一些對維護一個強大、成熟和工業化的人類社區必要的自然資源和元素。設置永久的火星定居點被認為是最有效能確保人類成為一個可以在太空穿梭的跨行星物種。

根據艾德林的提議，參與火星定居任務的太空人將按照以下時間表參與不同的工作。

• 30歲：可擔任先驅者殖民火星
• 30-35歲：長期隔絕和延時溝通的訓練和社交調節
• 35-65歲：開發有蓋的地下生活空間
• 65歲：初代定居者可選擇返回地球或在火星退休

艾德林指出：「誰會知道會有怎樣的發展。第一代可以在那裡退休，或者我們可以把他們帶回來。」

《大膽出發：人類單向火星任務》

華盛頓州立大學的德克·舒爾茨-馬庫奇和亞利桑那州立大學的保羅·戴維斯在《人類火星任務：殖民於這紅色星球》 一書中提出他們的任務計畫提到：

• 不需要月球基地。火星上可用的資源種類繁多，在火星上長期定居比起在月球定居更可行。
• 由於火星臭氧屏蔽層和保層保護器人將在將在近地表的管和冰洞內為內為人類定居備準備的模組模塊化。
• 報名參與參加單程任務任志願者將者將完全他們不會不會返回地球；火星探索將長期僅在單向出境的基礎上進行。
• 第一個人類特遣隊將由四名機組人員組成，如果預算允許，理想情況下分布在兩個兩人太空載具之間以實現任務冗餘。
• 隨著時間的推移，火星上的人類將隨著後續任務而增加。定居者將創建幾個地下生物圈，直到一個可行的基因庫中有150多個個體。基因工程將進一步促進定居者的健康和長壽。

太空人將定期獲得地球的補給。這個提案在多個公眾平台上獲得了討論。

火星一號

主條目：火星一號 (荷蘭)

2012年，由荷蘭企業家巴斯·蘭斯多普（Bas Lansdorp）領導的民營太空項目「火星一號」提出了一項單向前往火星的人類定居任務的建議，旨在在火星上建立一個永久性人類殖民地。 該項目提議在2018年之前向火星發射一通訊衛星和探路者著陸器，經過幾個階段後，在2027年將四名太空人降落在火星上永久定居；然後每兩年會有新的一組四名太空人前往火星。該項目收到了二十萬份申請，當中2500份申請提供了完整資料供該項目考慮，最後從中有100名申請人獲選。在2016年的培訓開始之前，獲選者被進一步篩選至六個四人組。項目曾希望真人秀節目、參與者費用和捐款能夠為該項目籌集資金。

然而此項目被專家批評為「騙局」和「妄想」。2019年1月15日，法院裁定將組織清盤，使其進入破產管理程序。

努力留下：僅限緊急返回

為回應EarthLight Institute在NewSpace 2012的「Mars Colony 2030」項目以及火星一號的宣布之後的反饋，Eric Machmer提出了「會合級任務」，並傾向於停留（如果低重力、輻射和其他因素不會造成緊迫的健康問題）。如果在550天為週期的發射窗口期間沒有觀察到不利的健康影響，定居者將繼續研究和建設到多一個550天的週期。與此同時，額外的船員和補給將繼續抵達，開始他們自己的550天評估期。在隨後的550天內重複進行健康測試，直到證明人類在火星上的生存能力得到證實。一旦證實人類定居者可以在沒有負面健康影響的情況下生活在火星上，緊急返航器將被回收到永久性研究基地。

初始和永久定居點

最初的探索者將設備留在軌道上，或在離主要定居點相當遠的著陸區。後續的任務可更容易、更安全地進行，如果在運輸或著陸過程中發生事故，則仍然會有備用設備。

大型地下加壓棲息地將是人類定居的第一步。羅勃·祖賓博士在其作品《直達火星》（Mars Direct）的第一章中，提出可以利用容易生產的火星磚在山腰或地下建造成羅馬式中庭。在棲息地建設的初始階段期間和之後，可在地表部署硬塑料輻射和耐磨網格球頂，以供居住和種植作物。新興工業將開始使用本土資源並生產塑料、陶瓷和玻璃。

火星地球化的長期工作需要經歷全球暖化的初始階段，以從火星風化層釋放大氣並創造水循環。Zubrin描述了三種全球暖化的方法，並建議最好將它們一起部署：軌道鏡加熱表面、地面工廠將鹵化碳排放到大氣中、以及可以散佈可以用水、氮和碳進行代謝並產生氨和甲烷（這些氣體將有助於全球暖化）的細菌。在火星地球化工作正在進行的同時，火星的定居點建設將同步進行。

祖賓在他1996年出版的書《火星專案》中承認，在未來幾個世紀，任何火星殖民地都將部分依賴地球。然而，祖賓認為火星能盈利的原因有兩個。首先，火星可能蘊藏大量未被開採的，與銀相同或更高價值的金屬，此類礦石可以在地球上出售以獲取利潤。其次，氘——一種極其昂貴但對尚未存在的核融合發電行業必不可少的燃料——在火星上的濃度是地球上五倍。在這種範式下，移民到火星的人類應有一個產業；工資成本會很高而會吸引人們定居火星。由於火星上的勞動力短缺以及隨之而來的高薪，火星文明和對每個人生產力的重視被提議作為未來技術和社會進步的引擎。

風險

藝術家對火星人類任務的構想（Les Bossinas，1989）

在《直達火星》的第五章中，祖賓提出了輻射和零重力可能對於人類過於危險。他認為在太空中呆了較長時間的太空人的發病發病率確實會增加，但幅度很小。同樣，雖然零重力會為定居者帶來了挑戰，但一旦定居者到達火星表面，所有火星定居任務計畫都假定肌肉組織和免疫系統活力幾乎完全恢復。一些實驗測試了這一假設，例如火星重力生物衛星，但直到人類生活在火星重力條件下（地球重力的 38%），人類在如此低重力下的能長期生存仍只是一個可行的假設。逆向污染（人類獲得和傳播假設的火星病毒）則被描述為「純粹胡說八道」，因為火星上沒有宿主生物可以讓疾病生物進化。

在同一章中，祖賓不認同應將月球用作前往火星的航點或作為初步訓練區。 他指出：「從近地軌道前往火星會比從月球出發更容易，而使用月球作為中轉點只是一種毫無意義的資源轉移。」雖然從表面上看，月球可能是完善火星探索和居住技術的好地方，但這兩個天體卻截然不同。月球沒有大氣層，沒有類似的地質，而且溫度範圍和光照旋轉周期要大得多。有人認為，南極洲、地球上的沙漠以及美國航空暨太空總署的精確冷凍真空室能以更低的成本提供更好的訓練場地。

公眾反應

藝術家對火星棲息地的構想（John Frassanito，1993）

伯茲·艾德林在接受「火星定居任務」倡議的採訪時表示：「如果美國的太空計畫打算進行火星載人任務，那些太空人應該準備好要留在火星。」艾德林認為將太空人送上火星所需的時間和費用「應能提供短暫停留以外的安排，所以這些太空人應當將自己視為先驅。就像來到新世界的朝聖先輩或狂野西部的家庭一樣，他們不應該計畫回家。」前往月球是兩到三天的短途旅行，但根據火星倡導者的說法，月球幾乎沒有提供獨立定居點的潛力。研究發現，另一方面，火星擁有大量的水冰和所有基本元素，並且更接近地球上的引力（火星引力約為地球的三分之一，而月球則是六分之一 ) 和光照條件。「在火星上比在月球上更容易生存和為人們提供所需的支持。」在接受記者採訪時，艾德林表示，火星作為居住地的潛力比地球衛星更大：

如果我們是要把幾個人安全地送到那裏（火星）去，不論是立刻、一年、一年半後，你會不會選擇再讓他們經歷一次這樣的困難來帶他們（太空人）回來？……他們去那裏（火星）時更需要有不會在數年內回來的心理準備。

艾德林2009年5月在《大眾力學》文章中對「火星定居」的基本原理進行了全面的陳述如下：

該機構（美國航空暨太空總署）目前的太空探索願景將浪費數十年和數千億美元試圖在2020年登月——這是我們40年前所做過的事情的翻版。美國航空暨太空總署目前的月球計畫不是通往火星的墊腳石，而是繞道而行。它將破壞我們在火星上的努力，在接下來的二十年裡吸走金錢和工程人才。如果我們渴望在火星上長期存在人類——我也相信這應該是我們在可預見的未來的首要目標——我們必須徹底改變我們的關注點。我們的探索目標應該遠於我們已經踏足過六次的地方。近年來，我關於殖民火星的哲學不斷發展。我現在相信來到這顆紅色星球的人類遊客應該承諾永久留在那裡。前往火星的單程票將使任務在技術上更容易、更便宜，並使我們更快到達那裡。更重要的是，他們將確保我們的火星前哨隨著越來越多的定居者的到來而穩步增長。單程火星旅行者將成為21世紀的朝聖先輩，而不是探險家，開創一種新的生活方式。這將需要一類特殊的人。與傳統的機師、科學家或工程師不同，火星定居者的選擇更多是因為他們的個性——靈活、創造性和面對不可預測性時的決心。簡而言之，生存者。

火星藝術家社群已採用火星作為他們的主要發展策略。在 2009 年美國載人太空飛行計畫委員會的公開聽證會上，羅勃·祖賓博士在《火星專案》中總結了論點，在整個過程中放置了數十張標語牌，上面寫著「不願直達火星的懦夫回去地球。」卡內基研究所。太空探索倡導者的熱烈騷動——無論是正面的還是批判的——引發火星藝術家社群創作了幾十個設計，諸如「叛徒回歸地球」和「鄭和會做什麼？」之類的口號。

火星藝術家社群的設計（2009年8月）

2009年10月，《休斯頓紀事報》的艾瑞克·貝吉爾（Eric Berger）指出「火星定居」可能是唯一可以振興美國太空計畫：

如果美國宇航局能夠在十年內將太空人送上火星，而非將每年100億美元的錢花在在載人太空飛行上呢？有可能......根據一些估計，如果美國宇航局不再需要發送燃料和火箭來將人類送離火星，火星表面的重力略高於月球的兩倍，實際上可以將成本降低約10倍。

硬科幻作家邁克·布羅瑟頓（Mike Brotherton）發現，出於經濟和安全方面的原因，火星定居計畫很有吸引力，但更重要的是，它是對能實現「我們的載人太空飛行計畫（至少在哲學上和長期上）作為殖民其他世界的一步的最終使命」。在他的網站上進行的一項民意調查中，三分之二的受訪者表示對「如果任務參數定義明確」（不是自殺）的火星單程票感興趣。

2010年6月，艾德林接受了名利場的採訪，他重提火星定居計畫：

五月花號上的朝聖先輩會否坐在普利茅斯岩附近等待回程？他們是來這裡定居的。這就是我們應該在火星上做的事情。當你去火星時，你需要做出永久留在那裡的決定。我們在那裡的人越多，它就越能成為一個可持續的環境。除了極少數例外，去火星的人不應該回來。一旦你到達表面，你就在那裡。

德克·舒爾茨-馬庫奇和保羅·戴維斯在《人類火星任務：殖民於這紅色星球》中的一篇文章總結了他們支持火星定居理由：

如果太空人留在火星的低引力環境，〔火星定居〕將消除將太空人送回來的長年復健的需要。我們設想火星探索將長期僅在單向出境的基礎上進行。

2010年11月，凱思·奧伯曼以德克·舒爾茨-馬庫奇和保羅·戴維斯的文章開啟了對費城富蘭克林研究所天文館主任德里克·皮茨（Derrick Pitts）的採訪，他說：「太空人前往火星應打算餘生留在那裏，作為永久人類火星殖民地的開拓者。」皮茨以「他們開始在一種以前沒有打開過的方式」，回應了奧伯曼「作者聲稱前往火星的單程票並不比 1620 年的美國單程票更古怪」的說法。 在2011年1月的一次採訪中， X Prize創始人彼得·戴曼迪斯表達了他對火星定居計畫研究定居點的偏好：

私人資助的任務是人類前往火星的唯一途徑，因為我認為最好的途徑是「單向」殖民飛行，沒有政府可能會批准這種風險。這一目標的時機很可能是在未來20年內實現。它將落入一小群科技億萬富翁的手中，他們將此類任務視為在人類身上留下印記的方式。

2011年3月，阿波羅14號的機師埃德加·米切爾和阿波羅17號的地質學家哈里森·施密特以及其他著名的火星探索倡導者出版了《人類火星任務：殖民於這紅色星球》一書。出版商的評論：

答案由名副其實的世界頂級專家提供。生活在火星上會是什麼感覺？他們會面臨怎樣的危險？在關於火星殖民地生活的最後一章富有遠見的章節中，親身了解在火星上出生的年輕女子奧羅拉的冒險經歷。探索、發現和探索未知是人類精神的一部分。殖民宇宙是我們的宿命。人類歷史上最偉大的冒險等待著我們。向火星進發！

2011年8月，保羅·戴維斯在第14屆國際火星協會年會關於具有成本效益的人類火星任務計畫的開幕式上發表了題為「單向火星任務」的全體會議。

參見

• 火星殖民
• 太空航行對人體的影響
• 載人太空飛行
• 火星探測任務列表
• 載人火星任務
• 火星一號 (荷蘭)
• 火星地球化

延伸閱讀

• 伯茲·艾德林和李奧納·大衛. Mission to Mars: My Vision for Space Exploration. National Geographic Books. 2013. ISBN 978-1-4262-1017-4. 978-1-4262-1017-4 （在 BuzzAldrin.com （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ）
• 我們什麼時候登陸火星？ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）作者韋恩赫爾·馮·布勞恩博士（大眾科學：1965年3月）（Google 圖書連結）
• 人類火星任務，重量和質量屬性 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），(PDF)（1999年10月）
• 嚴峻的人類火星任務。 NASA – JPL（H. Price 等人。 ) Minimalist Mars Design Reference Mission (Space 2009 AIAA Conference Paper)

外部連結

• 「留火星」臉書頁面 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 火星藝術家社區 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 火星家園計畫 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 發展空間 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 國際火星學會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）