火星，我的第二家园

第一部分

1976 年夏天，美国的“海盗 1 号”与“海盗 2 号”两艘航天器在火星上着陆。科学家们舀起火星上的土壤，发现这种土壤主要由硅和铁与氧化合而成（实际上，是铁与氧的化合物即铁锈使火星外观呈血红色）。科学家们详细地研究了火星土壤，找不到能证明生命存在的证据，更不用说生命赖以存在的有机化合物了。他们还对火星上的空气进行了研究，发现这种空气的主要成分是二氧化碳（占 95％）、氮（占 2.7％）和氩（占 1.6

％），这是不宜呼吸的气体混合物。他们还发现，火星的空气十分稀薄，致使人体血液汽化（相当于地球海拔 20 英里，即 32 公里处的大气压，而

珠穆朗玛峰的山巅海拔不到 6 英里，即不到 10 公里）。他们仰视天空，发现天空为浅橙色，而不是粉蓝色。他们环顾四周，发现那儿的火山像蒙大那火山那样高，峡谷有美国大峡谷那样长，而其深度为美国大峡谷的 4 倍。他们寻找流动的水，结果是一滴水也没找着。他们携带的温度计显示那儿的平均温度约为零下 76°F（零下 60℃），比地球上任何地方都冷。

自从“海盗”号航天器登上火星以来，人类再也没有在火星土地上留下机器人的足迹。1988 年，前苏联曾向火星发射“火卫一”与“火卫二” 两艘宇宙飞船，但其结果令人失望。一艘宇宙飞船未能飞抵火星，另一艘则未能在火星上着陆。1992 年，美国发射了一艘航天器，名叫“火星观测者”；尽管它飞抵火星，但后来却与地球中断了无线电联系。自从 1976

年登上火星以来的 18 年间，可以肯定情况基本上没有变化。火星是根本不适合人类居住的星球。然而，火星犹如塞壬（半人半鸟的女海妖，以美妙歌声诱惑过往海员，使驶近的船只触礁沉没——译注），对人类具有诱惑力。远在古代，人类就对火星着了迷。火星就是用罗马神话中的战神命名的，主要原因是那时人们认为这个星球呈现的浅红色是火星上的勇士流的血。1877 年，意大利天文学家乔瓦尼·西巴莱里从望远镜中看到火星表面有很多纵横交错的规则的运河。科学家们曾经推测，这些运河或水路是由火星上具有高度智慧的一种物种，即文明世界建造的。这种想法流传很广，有这种想法的美国的主要代表人物是天文学家珀西瓦尔·洛瓦尔、这种想法一直持续到 20 世纪。

现在，众所周知，这些痕迹并不是具有高度智慧的火星人建造工作的业绩，而是火星表面上一度流过的河流的天然雕刻品。远古时期，火星比现在要潮湿、温暖得多，气体也多得多。科学家们认为，火星上很可能曾经温暖、潮湿并充满气体，足以支持生命。如果是这样，那么火星上究竟发生过什么而地球未发生的变迁从而使火星今非昔比？我们能否将这一过程逆转，让火星再度成为适合人类生活的星球？这一逆转过程能作出什么技术上和生态上的奇迹，来使火星这颗按离太阳远近的次序计为第四颗的行星成为人类的第二家园？

什么环节出了毛病

大气是关键。火星在其生成后 10 亿年至 20 亿年期间大气消失了。而

地球则不然。在火星与地球中，它们的大气的主要成分是二氧化碳气体，而其成因是火山爆发；流星在大气层中汽化或与行星碰撞时汽化，将行星地壳的多孔岩石中所吸收的气体释放出来（这个过程称作从行星内部释放出气态物质）。这些自然过程在行星早期发展阶段中向地球和火星提供大量大气（参阅：《地球：不需要空气面罩》）。而在这一过程中，二氧化碳大气则吸收太阳热，这个过程叫温室效应（地球大气吸收太阳热的一种效应，大气起着温室一样的作用——译注）。由于温室效应，这两颗行星将流动的水加热，并让其像雨一样降下，然后再被蒸发。火星将液态水加热则更难些，因为火星与大阳的间隔距离是地球与太阳的间隔距离的 1 倍半，然而这并不是主要问题。火星上还有别的环节出了毛病。

问题的症结在于火星的大小。火星比地球小得多：火星的直径还不到地球直径的一半，火星的质量只有地球质量的十分之一。火星表面上的重力只有地球表面上的 38％。也就是说，地球上体重为 100 磅的人，在火星上体重只有 38 磅，在那儿，被大力击出的高尔夫球可飞出半英里（好在火星上没有湖和水塘，要不然我还得找一个高尔夫球）。火星上重力小，因而较轻的气体分子在长达数十亿年的岁月里，漏失在空间中了。

然而，气体漏失在空间中并不是主要问题。二氧化碳是相当重的气体分子，而且其漏失并非容易。然而，行星大小则在另一方面起作用。因为火星直径小，重力也小，因而其内部压力或地表下的热量都没有地球那样高。地球内部的压力与热量造成大块地壳（即地块）运动。这种运动称作地壳构造运动，它造成陆地运动或陆地移动。据认为，火星上没有可观的地壳构造运动。为此，火星失去它的大气层。

地壳构造运动与大气层之间的联系令人感兴趣。然而，在我们谈到这种联系在地球上的所产生的作用的时候，不能不说到这种联系在火星上不顶用。

二氧化碳会在一定程度上分解为液态的水，生成一种弱酸，叫碳酸。而这种物质与地壳物质化合成石灰岩等碳酸盐。在火星上生成碳酸盐则实际上使二氧化碳从大气中漏出。在长达数百万年，乃至数十亿年的漫长岁月里，火星上的大气减到只有地球上的 1％以下（确切数字为 0.8％）。因为火星的直径小，因而其中心比地球中心冷却得快，致使火山停止活动，要不然火山活动多少会充斥大气层。

火星不拥有十分好的大气层，于是变得又冷又干燥。液态水汽化（大气压很低，会使水在低温下汽化），接着由气体直接凝固（在地球高层大气中，由气体直接形成雪）。在火星表面下面吸收的水结冻。现在，人们认为火星上大部分的水存在于火星表面以下的永久冻土的固态层以及火星的极地冰冠（它以冻结的二氧化碳为主要成分）之中。实际上，在火星大气层压力的作用下，水无法作为液体存在。绝不可能有流动的河湖水流拍打铁锈般的河岸。到了夏令时节，随着火星上的水冰变热，它由固态直接变为气态（这个过程叫升华）。

然而，在地球上，地壳构造运动非常重要。随着地球的地壳板块运动与移动，各板块的边缘往往互相挤压，一块板块被推到另一块板块的下面，这种活动称作潜没。受到下压作用的岩块慢慢变热。这种热量促使岩石中的碳酸盐释放二氧化碳。二氧化碳气体最终渗透到地球表面，并充满大气层。火山活动同样使大气层继续增加气体（见图 1）。因此，地球保持温

暖，气压仍然很高，液态水继续流动，生命不断进化。

火星上的生命是否有机会进化？这是一个令人深思的问题。大约在 38

亿年至 40 亿年前，地球上首次出现生命。而那时，火星上很有可能仍然充满气体和水。很可能在火星上的情况尚未发展到对生命进化十分不利时，火星上确实发生过微生物生命进化。因此，这种生命的记录有可能隐藏在火星表面下的永久冻土或岩石层中。大概不会出现这样的可能性：这种生命已在火星这种对生命进化十分不利的环境下生存下来，并继续存在，在永久冻土下十分顽强地坚持下来；而在永久冻土中，环境可能较温暖，而且蓄积着到处飞溅的液态水（生命离不开液态水，参阅《奇妙的水分子》），来自太阳的紫外线尽管很强，而火星十分稀薄的大气层即便过滤不了，也不可能穿过永久冻土以至于摧毁那儿的生命。若单就低温和没有液态水而言，南极洲的部分环境与火星上的环境相似，因而，某种简单形式的生命则有可能在那儿生存下来。

明确地回答这些问题的唯一办法是回到火星上来，并全面寻找生命或已成为化石的生命。

寻找生命

我们已打算寻找生命。事实上，我们本来就应当做这件工作。美国宇航局的航天器“火星观测者”（前面已谈到）于 1993 年 8 月 24 日飞近火星，并绕过火星进入轨道，准备大显身手。接着，我们与“火星观测者” 失去联系，真叫人不可思议，此后该航天器杳无音信。

从那时起，俄国将飞往火星这个球接了过来。俄国人已拥有由轨道飞行器、着陆舱和着陆车组成的一组航天器，准备在火星’94 和火星’96 两项计划中降临火星进行探测。这是一项包括美国与欧盟在内的广泛的探测工作。

火星’94

这项任务定于 1994 年 9 月实施，届时将向火星发射一艘航天器；该航

天器将在发射后 11 个月，即 1995 年 8 月飞近火星。该航天器的硬件包括两个着陆舱和两个能钻进火星地表下的飞行器。它们犹如长矛，以每小时300 英里（每小时 480 公里）以上的速度钻进火星地表下面。这些装置将分析火星地表下面的土壤，记录地震活动，进行天气测量。着陆舱将研究土壤，很可能是为了了解维持生命所必不可少的有机化合物以及使火星成为铁锈色的化学物质。还将拍摄火星的空中照片。

火星’96

这项研究计划的内容超过了火星’94。这次发射定于 1996 年 10 月进

行，估计到达时间为 1997 年 9 月。这次航天任务包括发射一个大型轨道飞

行器，以部署 1 辆着陆车和 1 个气球探测器（气球探测器是法、美联合资助的项目）。该着陆车将在火星表面上走动，研究很大一个区域的土壤与

地质情况。它可以包括 1 台或多台小型着陆车，以便到达主着陆车无法到

达的小地方。火星由白昼转为黑夜（其周期与地球上的一样，也为 24 小时），火星表面的温度也由高变低，其时气球便会随之在大气层中由升起变为降落。气球将进行天气测量，从空中拍摄火星表面的图像。蛇形导索是一根从气球上垂下的很长的导索，其端部装有一些仪器，可分析火星表面和火星表面以下的土层。火星’96 的全部计划尚未完成。然而，这些努力应包括搜索火星上的生命。

美国的工作

近来（截至 1994 年 2 月），美国单独搞一项自身的计划进行火星探索。

在总统比尔·克林顿的支持下，美国宇航局正在制订一项切实可行的 10

年计划，并且已收到资助这项 10 年计划的启动费，以研究火星的大气层、

土壤、气候和地貌。这项工作定于 1996 年 11 月开始，届时发射的 2 艘小

型航天器要花费 10 个月的时间到达它们的目的地。其中，“火星观测者” 航天器将绕火星轨道运行两年，拍摄火星照片，收集天气数据。另一艘名叫“探路者”的航天器会将一辆着陆车在火星上软着陆，以便连续 30 天研究那儿的地形。

另一组轨道飞行器和着陆舱定于 1998 年与 2001 年发射，发射所选日

期将充分利用火星与地球之间的距离变得最近（每 26 个月出现一次）的一次机会。2001 年以后的航天器发射计划尚未确定。美国宇航局希望在航天发射计划中能利用机器人来采集火星的岩石、土壤和空气样品，并将其送回地球。

然而，在俄美的航天计划中，都不打算将人送上火星。到目前为止，将人送上天这一壮举——这一壮举也已完成——是否只停留在绕地球运行的月球上？再者，一旦到了火星上，人类能否将火星变为拥有可供人类进行呼吸的氧气和具有可饮用水的星球。人类能否将火星变为我们的第二家园？无论是否认为这会成为事实，反正认真的科学家都在认真思考这个问题。

到火星上去

我们可以考虑改造火星，而在这之前，我们必须到火星上去。只是让火星的大气层飘着气球，让着陆车在火星多尘的表面上活动，让钻地器钻入火星铁锈般的岩石与土壤，是完成不了将火星变为人类的第二家园的这一壮举的。我们必须进行火星载人飞行；从地球飞往火星比飞往月球远 200 倍。

关于怎样到火星上去有多种思路。据估计，向火星发射航天器，在火星上着陆，再向地球发射该航天器，并在地球上着陆，总共需要 100 吨燃料（因为最初向火星的移民不会永久留在火星上）。这样多的燃料太重。为了减少燃料需用量，科学家们已考虑在绕地球运行的空间站上建造航天器，例如，耗资 300 亿～400 亿美元定于 1999 年完成的“自由”号空间站。从空间站向火星发射航天器并使之在火星上着陆，因为不需要克服地球的重力，因而所需燃料少得多。

问题在于，尤其从目前的经济状况看，空间站的前途尚不明朗。克林顿总统已催促美国宇航局设计出一种比最初提出的“自由”号空间站还小、还要节省开支的空间站。俄国人已拥有“和平”号空间站；该空间站自 1986

年 2 月以来投入使用，然而能否将该空间站用于建造一艘由地球飞向火星的航天器，再者俄罗斯人是否有能力对其加以改进，这些都是回答不了的问题。

现在正在探索一项新技术，以减少该航天器在火星上着陆时所需的燃料量，这项技术叫航空捕获技术（指进入火星引力场——译注）。飞近某行星的航天器一般都利用火箭动力来减速，并被该行星捕获，最后建立绕该行星运行的轨道。这种减速制动消耗大量燃料。在航空捕捉技术中，要求被发射的航天器接近，并必须飞越火星而进入空间。火星的重力会使该航天器进入非封闭曲线轨道和围绕火星飞行的闭合轨道，不必制动该航天器，因而可节省大量燃料。

也许，最好的技术称作火星直快。它还不能说是新技术，只是一种新思路：用火星上的资源来完成任务。如果我们希望今后向火星移民，必须所有层次都认真对待这个问题。我们毕竟不能用我们的航天器将水组成的海洋或可呼吸的大气层带到火星上去。

在马丁·玛丽埃塔公司天文学部的罗伯特·朱柏林所提出的火星直达计划中（这家公司曾建造第一个“海盗”号着陆舱和“火星观测者”号），向火星发射的航天器除了拥有着手移民所需的设备外，还带有数吨液氢。让液氢与火星大气层中的二氧化碳化合（请记住，那儿二氧化碳占 95％），生成甲烷（CH4）与水蒸气（H2O）。甲烷是一种天然气，人们将它用于做饭和家庭取暖。它是一种燃料，可注入火箭的燃料箱，用来将宇航员送回地球。然而，甲烷需要氧气（O2）才能燃烧。利用电将生成的水分离可得到氧气。将氢这一副产品再循环让其参与反应（详见图 2 所示化学反应全过程）。

可是，当人类到了火星上又会发生什么呢？人类怎样着手改造火星，将其从一个寒冷、干燥、铁锈般的、几乎没有空气的尘埃弥漫的星球变为温暖、潮湿、充满生命的星球？请听下一章分解。

第二部分

1990 年，乔治·布什总统保证，到 2019 年让人类的足迹踏上火星那

铁锈般的土地。但是，让人类的足迹踏上火星要花费将近 5000 亿美元，由于经济衰退以及总的说来宇宙空间探索规模趋于缩小，布什总统的诺言已徒有其名。让我们想象一下，人类将他们的努力与技术放到向火星移民，并将火星改造为人类的第二家园（将火星或任何其他星体改造为地球那样的星体的过程叫作营造地球）。

尽管行星科学家们对具体策略的看法有所不同，但营造地球所用的方法总的说来大同小异。美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家克里斯托弗·麦凯和大气科学家欧文·图恩以及宾州大学的大气科学家詹姆斯·卡斯汀作了将火星改造为地球的综合研究。下面将分 3 个阶段介绍营造地球的整个过程，基本上都是引用他们的研究结果。

第一阶段在火星上设营（2010 年至 2030 年）

这个阶段的起始日期因空间研究重点不同而有很大差异，从技术角度看，这个阶段可能从 2010 年开始。这个阶段包括让首批人类登上火星，这些人当然要穿上宇航服。火星可不是适合生物生存的星球。火星的温度为零下 108°F（零下 60℃）；火星的大气层几乎不存在，那儿的压力可使人的耳膜破裂，血液沸腾；火星上的太阳辐射可让暴露在它下面的人数分钟内死亡。那儿没有饮用水或可呼吸的氧气。首批到达火星的移民必须在预先造好的生物圈或“透明圆室”中生活；这些设施也许每个可供十来人生活，并按生态自给或物质再循环的原则工作（很像亚利桑那州的 2 号生物圈多年来所做的工作，这项工作取得一定程度的成功）。①移民们也许不是诗人或政治家⋯⋯甚至连律师都不是！他们是各个不同领域的科学家，其中有生物学家、化学家、地质学家、工程师、技术人员、医务人员⋯⋯他们的任务是进行火星探索；研究火星表面和地表下的物质，大气层、气候、辐射、磁场；照管生病的移民；维修无法使用的仪器；利用无线电设备与透明圆室外进行通信联络。这个阶段所需的费用估计为 4000 亿美元左右，这比美国人同一时期在熏红肠、比萨饼或有线电视上所花的钱少得多。

然而，第一阶段并不是营造地球阶段。在透明圆室中穿着宇航服生活是创造不了一个新世界的；这是旧瓶装新醋。

第二阶段火星升温（2030 年至 2130 年）

一言以蔽之，火星太寒冷而且几乎没有大气层，以至维持不了生命。火星升温方面的部分问题是，火星离太阳的距离是地球离太阳的距离的

1.52 倍，它得到的阳光只有地球得到的阳光的 43％。一般说来，火星升温和保温比地球难。然而，行星科学家认为，可以对火星进行升温和保温。答案就在于给火星提供一个大气层。就像在寒冷的冬夜睡觉时，我们在身上盖了毯子来保温一样，大气层对行星也起到这种作用。这就是温室效应。但火星实际上根本就没有可供升温与保温的毯子，怎么办？科学家们打算在第二阶段，给火星准备一条“毯子”；这条毯子可将火星的温度从零下76°F（零下 60℃）提高到冰点以上。

人们提出了大量方法，其中包括向死火山投放核弹，触发火山爆发，释放大量的二氧化碳气体和水蒸气。下面介绍最可行的一些方法：

从在火星上设置的化工厂中生产能产生温室效应气体，并将这些气体注入大气层。在效能最好的温室效应气体中有含氯氟烃。这是在诸如氟利昂等致冷剂中用过的气体和在气溶胶推进剂中一度也采用过的气体。在地球上，这些气体在高层大气中分解，并破坏重要的臭氧层，因此现在限制这些气体的使用。在火星上根本不存在臭氧层，而且我们主要关心的是

① 2 号生物圈于 1991 年 9 月 26 日开始使用。它是一个假定能自给自足的、密封起来的、足足有 3.15 英亩

的由玻璃与钢组成的场地。将它建成一个小地球，那儿有小型海洋、沙漠、雨林、草地和将近 3800 种动植

物物种（包括 4 男 4 女，这 8 个人在那里生活了两年）。这其间，在维持其中的大气方面，以及作物生长

方面存在严重问题（必须泵入氧气以补充 2 号生物圈中的氧气）。必须将该生物圈打开数次，以送进供给品。

让火星升温。天文学家们认为，火星的土地上蕴藏着大量的含氯氟烃的标准块，例如氯、氟、碳与氢——而且，化学家们在将这些标准块组合在一起而建成含氯氟烃的大储备库方面不应当有任何困难。据大气科学家欧文·图恩说：“我们所作的估计说明，开始将火星上的环境升温每年所需的含氯氟烃并不比地球每年的含氯氟烃的产量（数百万吨）多多少”。问题在于太阳产生的紫外线辐射可相当迅速地破坏含氯氟烃。营造地球工作者所面临的挑战是将防紫外线辐射的含氯氟烃分子组合在一起。

在极地冰冠上喷撒一种深色物质。深色物质吸收红外辐射或吸热的效果比浅色物质好（冬天穿深色服装，夏天穿浅色服装的道理就在这里）。它们可将主要成分是二氧化碳与水的极地冰冠升温。极地冰冠升温可使冰由固态汽化（升华），并给大气层增加含氯氟烃。二氧化碳气体和水蒸气也是强效的温室效应气体（水蒸气实际上是地球大气层最重要的温室效应气体）。

可以从火星的 2 颗小卫星火卫一和火卫二上（它们是太阳系中最暗和最无反射的物体）提取深色物质。

在火星的两极上悬置聚酯薄膜大型聚光镜（其直径为数英里），以便在极地冰冠上聚集阳光，将其汽化并放出二氧化碳和水蒸气。

随着在大气层中含氯氟烃、二氧化碳气体和水蒸气的积聚，一个循环开始工作。这些气体通过吸收热量将火星升温，将冻结的二氧化碳和水进一步汽化，从而火星进一步升温。而且，随着火星升温，在土壤层和多孔岩石层中吸收的二氧化碳、氮气和水蒸气会向外渗透，并增加它们在大气层中的数量。永久冻土会融化和汽化而进入大气层。由于上述所有各项活动都放出气体，因而火星将明显升温。在数十年内，火星上的温度可从零下 76°F 提高到零下 40°F（零下 40℃）。在 50 年至 100 年内，火星可升温到水的溶点。然而，如果永久冻土在火星表面下深处（即使在火星表面下半公里），则要用数十万年（而不是 100 年）才能取得上述效果！

第二阶段所花费的钱比第一阶段多得多。要花费数十万亿美元。

最近对火星的一系列研究已表明，随着火星上温度的增加，以及冰冠和永久冻土融化，火星比过去想象的环境潮湿得多，产生池塘、湖泊，乃至海洋。当然，这是好事。生命需要水。然而也存在与上述情况相反的下降趋势。正如本文第一部分已经谈到的那样，二氧化碳对水有亲和力。它在水中溶解，并最终与地壳中的无机物结合而生成石灰岩。在地球上，地壳运动将石灰岩加热，又向大气层放出二氧化碳。而在火星上则不然，营造地球工作者必须设法将整个火星上的石灰岩加热。图恩说：“否则，新形成的大气层会慢慢地遭到破坏”。正如第一部分所谈到的那样，天文学家们认为这正是火星失去其大气层的主要原因之一。

假定地球营造工作者能设法克服这一障碍（也许所用方法是开采石灰岩，并将其在大型加热炉中加热），那么情况会大有改善。那儿的温度将会达到或高于冰点。大气压力与地球大气压力一样，因而人的耳膜不再会破裂，血液不再会沸腾。大气层可屏蔽有害的太阳辐射，并作为传输声波的媒质。届时不必用无线电传输方式就可以通过空气面罩中的声音放大器与移民到火星上的伙伴直接谈话了。那时，在火星上的人可多达数万人，乃至数十万人，然而，他们仍然在遍布火星表面上的透明圆室中生活。那儿必须采用空气面罩和透明圆室，其理由很简单：火星上的空气不能用于

呼吸。生产可供人呼吸的空气是有待地球营造工作者完成的又一伟大奇迹。

第三阶段：呼吸新鲜空气

地球大气层之所以适宜于呼吸，是因为地球上有奇妙的绿色分子，即叶绿素。叶绿素的魅力是它能够吸收阳光的能量，并同二氧化碳和水一起，制造有机物质并释放出氧气（这个过程叫光合作用）。大气层必须让其含有的氧气（不能太多，否则会燃烧；也不能太少，否则动物仍然会窒息），以适合人呼吸使用。氧气在空气中所占的比例最好是 20％～30％（地球上的大气中氧气约占 21％）。

叶绿素可见于所有绿色植物（如苔藓、草、灌木、树以及滞留水中的很小的名叫藻类的微生物）。在地球上，通过光合作用形成含氧量丰富的大气层至少用了数十万年时间。也就是说，即使地球营造工作者在整个火星地面上都种植树，撒播草种，而且在每个湖泊和海洋（其含盐量也许不会很高）的边缘都培育苔藓，也要用上十万年的时间才能在火星上生成利于人类生存的大气层（植物也需要氮。此刻或在此之前，必须向土壤和水中添加特定的细菌才能将大气层的氮变为植物可加以利用的形式——即硝酸盐）。

我们再谈谈遗传工程师的问题。遗传工程师的任务就是完善光合作用机构，提高植物与藻类产生氧气的效率。行星科学家克里斯托弗·麦凯认为，这也许是最棘手的问题。他解释说：“植物，在地球上已存在数十亿年，并生成氧，这是植物为生物作出的贡献。很可能自然界已将这个过程优化，已从植物中获得尽可能多的氧气”。

然而，也许情况并非如此。让我们持乐观态度，并假定植物与藻类经遗传学处理后可“实现强力呼吸”，并设想化学家与地质学家还可以想方设法释放出被火星上的岩石中的其他元素吸收的氧气。在 100 年里，火星可出现适合人类呼吸的环境。同时，火星上的温度有可能上升到 50°F（10

℃），这是令人感到舒适的温度。利用太阳辐射来轰击普通氧气分子，从而在高层大气中可形成臭气层。这一臭气层可为火星上的生命提供高效的防辐射屏蔽（这里，任何留下的温室效应的含氯氟烃都必须有助于臭氧层的继续存在）。人将能够走出他们的透明圆室而不必穿着宇航服或戴着空气面罩。他们抬头看到的天空将不再是铁锈般的尘埃构成的粉红色，而是像地球那样飘着波状白云的蔚蓝色。只有在营造地球的这个阶段，火星才会真的变为我们的第二家园。

创建人类的第二家园需要付出的代价难以估计。它所需费用肯定比第二阶段所需费用高好几个数量级。

着力保持火星环境平衡

将火星改造成地球那样是一码事；而将改造后的状态保持下去是另一码事。行星科学家认为，以前的火星曾经像地球一样，即既温暖又潮湿，还有丰富的大气层（尽管氧气并不丰富）。营造地球工作者必须着手防止火星上再重犯过去的错误。我们已谈过火星与地球之间存在的 3 项重大区

别，现在的问题是： 1．火星的大小与质量都较小，其重力为地球表面重力的五分之二，就

是说，有一段时间，火星上的大气与地球上的大气相比，其漏失的速度快得多。营造地球工作者必须想方设法补充这个大气层。

火星没有地壳运动，这意味着营造地球工作者必须释放已被火星岩石吸收的二氧化碳气体，否则火星的大气层会慢慢地“变为石头”。利用很多炉子广泛地将岩石加热可以达到预期目的。
火星远离太阳，相对缺少阳光，因此，火星这颗行星更难保温。然而，如果营造地球工作者能让火星裹上一层厚厚的产生温室效应的气体，能沿着绕火星运行的轨道部署太阳反射镜来聚集减弱的阳光，火星应当能够保持足以让人们舒适地生活的温度。

为什么要向火星移民？

地球与火星之间的距离大约是地球与月球之间的距离的 200 倍，大约

是地球与金星之间的距离的 2 倍。那么，人类为什么要向火星移民呢？很难将月球选作营造地球的星球，因为月球的尺寸和质量都很小，甚

至比火星小得多。月球上的重力大约是地球上的重力的六分之一，就是说几乎不可能将大气层保持较长时间。如果没有大气层，月球就几乎完全没有希望达到有利于动物生长的环境（温度或辐射级）或者不可能保持液态水，甚至不可能存在任何可供呼吸用的气体。目前，月球上没有空气，极其干燥；不，实际上干燥到了极点。

至于金星，它是一个沸腾的大锅，那儿的温度继续超过铅的沸点（接近 900°F，即 480℃），那儿的大气层比地球的大气层稠密一百多倍。对一颗行星进行空气调节并减少其大气层的密度所遇到的问题比将一颗行星升温，并给其增加一个大气层所遇到的问题还多。

这就是火星的基本情况。人类运用技术上的才能已能成功地对火星进行营造地球工作，那就是将一颗十分干燥、荒芜，岩石与冰层遍布的星球变为适合生存的恒温箱。然而，人们是否有权在将一颗行星改造为能达到我们的目的的星球上有所作为？据克里斯托弗·麦凯说：

在地球上，生命的概念和自然的概念两者密不可分。然而，在火星上以及在我们大阳系的其他星球上，生命和自然是两码事。看来，火星是一颗死行星，然而不可否认，它是一颗很美、很有价值的行星。我们是否应当改变那儿的自然环境？

我们是否有这种权利呢？麦凯说：

就向其他一些行星引入生命的伦理学而言，我的意见是同意向其他行星引入生命。“海盗”号航天器拍摄的种种照片表明那儿是一个很美的天地，然而我认为让那儿种上树与花草，让小动物到处奔跑，就会更美，我喜欢生命。而且，我身体力行！

（黄海元译）