美國宇航員特里·弗茨(Terry Virts)正坐在駕駛艙中
人類渴望走出宇宙，漫步在火星這顆紅色星球的荒蕪平原上。許多報道稱，伊隆·馬斯克（Elon Musk）及其SpaceX公司已經成為這個領域的先行者。然而，美國宇航局、中國航天局以及以及火星協會等機構也正在訓練和部署原型機，并在努力解決嘗試將人類送上火星所遇到的挑戰。但是，在我們如何使幫助人類脫離地球（并在整個過程中保持心理和身體健康）的細節中，自然而然的，搞清楚我們為何要前往火星同樣至關重要。
最近接受采訪時，著名宇航員、工程師、登上月球的第二名人類巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）解釋了為什么火星探索和發現如此重要，并談及為何我們需要在20年內將人類送上火星。另一為宇航員特里·弗茨(Terry Virts)則提出了將人類送到火星的“三步走”計劃。
弗茨：登陸火星應遵循三步走計劃
10年前，美國宇航局提出Constellation計劃，它的目標是開發新的太空飛船和相關系統，以便將人類送到國際空間站、月球，最終到達更遠的火星和其他地方。但在2010年初，由于預算不足，Constellation計劃被取消。從那時起，美國就缺乏載人航天的連貫戰略。最后，美國宇航員特里·弗茨(Terry Virts)提出了將人類送到火星的計劃。
這個計劃設定了具體目標，并將激勵未來科學家和工程師，將各國團結起來，解決我們在地球上面臨的許多技術和政治挑戰。有了這些適度的目標，讓我們回顧下過去的太空努力。美國宇航局在20世紀60年代后期施行的月球計劃實際上分為三個項目，分別是水星、雙子座以及最著名的阿波羅計劃。
最初階段，水星項目證明了人類可以在太空中飛行。雙子座是這三個項目中最不為人所知的，但它更為關鍵。它創造并測試了月球著陸所需的技術，包括長時間執行任務、太空行走、計算機和軟件開發以及航天器交匯和對接的協議等。最終，阿波羅項目實現了肯尼迪總統著名的宣言，即我們應該“把人送上月球，并讓他安全地返回地球”。
但是，如果沒有水星或雙子座計劃，尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）、巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）以及他們的追隨者就永遠也不會到達月球。我給之所以要介紹這段歷史，是因為我相信未來的太空戰略依然應遵循水星/雙子座/阿波羅的三步走平行模式。
第一，我們需要一個愿景。在20世紀60年代，這個愿景是將人類送上月球，現在則是將人類于2030年左右送上火星，并讓他們安全返回。毫無疑問，到達火星表面絕對是更耗時的任務。這個愿景更為明確，它不僅僅是“在火星上插上旗幟”，長期目標應該是了解火星環境、地質以及生物歷史，同時也要為這個紅色星球上的人類搭建棲息地。
第二，國際空間站就相當于水星項目，證明人類能夠在太空中長期生活和工作。但下個階段的太空計劃（比如雙子座項目）必須致力于開發和測試最終前往火星所需的關鍵技術。這些技術應該在國際空間站以及月球上測試。其中，最重要的關鍵技術就是先進的空間推進技術。
利用現有的火箭技術，往返火星需要三年時間。而且執行這項任務的宇航員需要大量補給支持，整個旅程都會暴露在危險的輻射下。更重要的是，確保持續為期3年的任務的關鍵設備的可靠性將是非常昂貴的。空間電推進引擎可在1年時間內將人類送上火星并返回，這會大幅降低輻射的危險，并規避3年漫長任務執行期出現的其他相關問題。
與此同時，為期1年的任務花費也會少得多，因為將每公斤物品送上火星需要花費數十萬美元。電動引擎在小型衛星上已經使用了幾十年，但從未被放大到足夠將人類送入太空的規模。要想為這樣龐大的引擎提供動力，可能需要50兆瓦的核反應堆。與將核反應堆送入太空面臨的技術挑戰相比，政治挑戰可能更加復雜。
在去紅色星球之前，我們還需要開發其他的“雙子座”技術。這些包括可靠的生命支持系統，如去除CO2技術、水和氧循環、能夠高速發射和回收人員的設備、棲息地、能夠著陸并在火星表面自動組裝的火星車、支持宇航員在火星上生活和工作的太空服、火星導航和通訊衛星網絡以及保護人員免受輻射的創新方法等。最后，在火星表面修建的核電站，需要為提供足夠人類生存所需的電力。
這些都是非常昂貴的工作，只有國際合作才有可能實現。但是，還有其他更重要的原因使之成為多國任務。國際空間站上有來自許多國家的宇航員，已經證明了的合作的重要性。即使地球上的國家關系陷入緊張狀態，來自相關國家的宇航員組成的國際團隊也能密切合作。如果沒有合作伙伴的穩定影響，美國是否有足夠的政治意愿來堅持長期的火星計劃，不禁令人產生懷疑。最后，這個項目必須獲得美國兩大主要政黨支持，總統應該與眾議院和參議院的少數黨領導人共同促進這一愿景。否則，到本屆政府任期結束，美國太空計劃注定要再次取消。
第三，如果我們做這些事情——制定促進太空探索的一致愿景，建立國際合作，推行雙子座式的技術發展計劃，我們將在不久的將來再次實現“阿波羅計劃”，只是這次的目標變成了火星。
盡管人類對火星依然所知有限，但卻從未停止過探索的腳部，美國宇航局發射的“好奇號”火星探測器就是其中的佼佼者。自從2012年登陸火星表面以來，好奇號已經在那里度過5個年頭。這個小機器人在火星表面進行各種各樣的科學實驗，已經幫助我們了解了許多火星知識。好奇號的使命很簡單，就是尋找火星上可能曾經適合居住的跡象，當然是適合微生物的環境，而不是馬特·達蒙（Matt Damon）！
為了實現這個目標，美國宇航局把好奇號送到蓋爾隕石坑。這是個巨大的撞擊盆地，中心有一座山。好奇號已經穿過隕石坑，正在翻過巖石。一路上，它收集了許多有關生命所需的水、礦物質、有機化學物質以及其他材料的古代證據。好奇號的表現如此出色，以至美國宇航局決定將其任務延長到2018年10月份。畢竟，仍然有許多有趣的化學和地質現象有待調查。
當好奇號繼續攀爬隕石坑中部的夏普山時，它將探索三個新的巖層，包括以鐵礦物（赤鐵礦）、粘土以及含有大量硫酸鹽為主的巖層。明年好奇號還會繼續挖掘嗎？這里共有4個謎團以待它幫助解開（或者至少找到更多線索）。
1.火星上還有遠古生命嗎？
任何生命跡象都有可能促使發現微生物。好奇號可以利用名為Mars Hand Lens Imager的工具拍攝微小物體的圖像。可是為了成功找到微生物化石，那些古老的細胞體積必須很大才行。好奇號要做的不僅是掃描用于構建這類細胞的化學物質，還可以使用它的便攜式化學實驗室SAM（在火星上進行樣本分析）。到目前為止，SAM已經發現少量有機分子，也就是里面含有碳分子。
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