两千多年前，屈原对着苍茫大地，浩瀚宇宙，有了这惊天一问，“日月安属？列星安陈？”

2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。

针对人们关心的热点话题，如人类何时能够踏上火星？人类探索火星的意义和目标？人类是否能够在火星上生存？记者专访了北京师范大学天文系副教授张帆，他表示，人类探索火星的终极目标，或许是当人类在地球面临着灭绝时，火星上的人类文明能够作为我们的“遗产”，在宇宙里面继续发扬下去。

张帆

人物：张帆，北京师范大学天文系副教授，研究方向包括引力波天文学和更广泛的理论天体物理，北京师范大学引力波和宇宙学实验室副主任, 北京师范大学引力波激光干涉实验室的筹建人员之一，未来论坛青创联盟成员。

火星或能作为人类文明延续的“后备保障”

广州日报：人类探索火星的意义和终极目标是什么？

张帆：这个问题我觉得见仁见智，每个人有自己不同的原因去进行火星探索。探索探索火星对我们这些普通人有什么好处呢？其中一个很重要的原因，就是有很多的线索指明，无论现在还有没有，但最起码以前火星上很可能是有生命的。

如果火星上是有生命的话，人类可以从中学到许多东西。如生命相关的化学物质很复杂，如DNA虽是一个单独的分子，却是由几百亿、几千亿的原子组成，所以要从实验室里从0开始把DNA完全的做出来，是很难的。换句话说，我们现阶段是没有能力创造出生命来的。所以，我们做生物医药只能够去改造现有的生命体。

而如果能够在火星上发现一个跟我们地球完全不同的生命体的话，生物医药则等于新开了一个领域，将来可能也会有很多后续的好处。

人类作为一个物种来讲，其实局限在宇宙中非常小的范围里面，是非常特殊的一种环境里面的一个物种。我们对温度、对辐射、对气压，对各种各样的环境参数要求都非常高，任何一个东西改变了，人类基本上就灭绝了。人类以现在的形式无限期地存在下去，可能性是微乎其微的。

所以如果放一个人工智能在火星上面，它能够自己依赖火星上还算丰富的资源生存，而且能够自己发展壮大的话，最起码人类在地球上无论是否面临灭绝, 走的时候是否把地球也毁了，在火星上的人工智能可以作为我们的“遗产”在宇宙里面继续发扬下去，可以作为一个我们的后备保障，保障人类文明的延续。

人工的光合作用研究值得关注

广州日报：移民火星的话题很热，因为火星上有水，虽然我们不太可能改变整个火星的环境，但是否可能如科幻电影一样，在火星上制造一个恒温的空间，比如制造一个穹顶，再带上地球的土壤和种子，让这个空间逐渐适合人类生存？

张帆：这应该是可以实现的。火星上可以建造一个小城市，人能在城市里活着，基本的生存保障设施都有。我个人觉得有一个方向是可以去探讨的，就是搞人工的光合作用的研究。人工的光合作用，不一定非要直接从里面合成出来人可以吸收的碳水化合物之类的养分，而是可以去合成一些比较简单的这些有机物，用这些简单的有机物作为肥料，去滋养火星的土地，让它能够一点点长出来更复杂的有机物。这个技术在地球上可能由于人工合成的能力有限，做出来的东西不能直接吃，就没什么太大意义，但是在火星上反而就变得有意义了。

实际上这个技术如果发展好的话，在地球上也是很重要的。因为它是可以把大气里面的二氧化碳提取出来凝固在这些有机物里面，如果能够大规模的实施，可以变成降低温室效应的可能途径。所以我认为这方面的研究是非常值得去做的。

2030~2040年人类或能够踏上火星

广州日报：目前人类的飞行器前往火星要多久时间？

张帆：大概是7个月左右。飞行器从地球发出来，并不是直接就冲着火星去了，而走的是在两个近圆轨道之间,与两个圆轨道都相切的椭圆过渡轨道，就是著名的霍曼转移轨道。这个人轨道它的好处是它节省燃料，但不是时间最短的。如果换成载人的话，就可以选其他的轨道。普通人如果7个月时间在飞船里面待着，会受不了的。还有，人是需要补给的，如果飞行时间长了以后，额外需要的补给就多，重量会相应增加，所以实际上燃料的消耗也上去了。

所以如果载人的话，前往火星的成本最优化上的最优化的轨道，可能还不是霍曼转移轨道，有可能到时候会选择时间更短一点的轨道。

广州日报：实现火星往返有哪些困难，对飞行器有哪些要求？

张帆：火星往返是比较困难的。去我们现在就能去，主要是往回走怎么走。因为火星的质量是地球的1/10，它在表面上的引力是地球的1/3，是有一定引力的，所以返回得需要一定的燃料把它给打上来。

比如关于载人的一些想法是，说人到了火星要想回来，得自己在那想办法制造燃料，如果想用飞行器本身带着返回所需要的燃料，然后一路从地球上开过去，是不太合算的。

广州日报：实施载人登陆火星需要多久？

张帆：这个要看意向或意愿了。比如一个“自杀式”的任务，把一个人放到火星上面，也不管他回不回来，恐怕现在技术上就做得到。然后正常一点的，像国家级如NASA的无人返回任务到2030年左右才开始，而它的载人计划要往后延很多。我认为在2030~2040年之间，在这个时间段内人或许会踏上火星是个相对比较稳妥的估计。但是实际的情况还得看相关技术的发展了。

文、图、视频/广州日报全媒体记者 武威、张丹

广州日报全媒体编辑 蔡凌跃