为了成功实施技术，必须将现实置于广告之上，因为你无法欺骗大自然。 — 理查德·费曼

孔雀山地下洞穴入口

本文的目的是让你相信我们不应该将人类送上火星，至少在短期内不应该。使用现有技术登陆火星将是一种破坏性强、浪费资源的行为，其唯一后果将是太阳系自然史上最伟大的实验的失败。它不会开启太空旅行的新纪元，就如同公元前 500 年腓尼基航海家横渡大西洋不会开辟新大陆一样。而且它也不会那么有趣。

飞往火星的旅程将不会像阿波罗计划那样，而是像飞往国际空间站的旅程一样，经过一系列漫长的、无目的地的飞行。如果您对国际空间站的主要抱怨是它太过令人兴奋，而从窗户看到的地球景色太过分散您的注意力，那么您会喜欢观看国际空间站 Jr. 四处漂移，探索深空中骨骼的行为。但如果你认为火箭、冒险、探索和发现比计算老鼠体内的肿瘤数量更有趣，那么缓慢而胆怯的火星计划将会让你心碎。

在火星尘埃中插上一面国旗将花费大约 5000 亿美元，而且我们在 2050 年之前不可能登陆火星。引用约翰杨的话来说，要为连续十五届大会提供资金支持，这一项目需要一系列“连续的奇迹和神圣的行为”。与之前的航天飞机和空间站一样，火星计划也将一直处于预算委员会不断修改的状态，直到原始提案的所有逻辑和意义都被挤出去。

当重要时刻终于到来、宇航员们拍摄第一张火星自拍照时，为防止污染和最大限度降低风险而设计的严格任务规则将使机组人员不得不依赖于他们被派去替换的那些机器人，而这需要付出巨大的代价。只有生活在航天器内并且不了解任务规则的微生物才可以自由地出去。他们将成为火星真正的探险者，如果幸运的话，他们还会成为火星的第一批殖民者。

没有人知道这样的计划能持续多久。但如果登月给我们带来了什么教训的话，那就是纳税人收集岩石的热情是有严格限制的。每次任务耗资约为 1000 亿美元，且火星发射窗口间隔一个选举周期，NASA 将玩一种软件俄罗斯轮盘赌。很难想象，在该计划的成本过高或发生事故而停止实施之前，登陆次数会超过十几次。当这些火箭被送进博物馆时，人类在火星上的探险将一无所获，除了几块岩石和一群愤怒至极的天体生物学家。从各方面来看，这似乎都与科学研究背道而驰。

极地沙丘，HiRISE，2009

情况并不总是这样的。曾经有一段时间，前往火星是有意义的，那时宇航员是昂贵汽车的廉价而轻便的替代品，而在火星上寻找生命的主要担忧是所有战利品皮是否能装进航天器。没有人在太空中待过足够长的时间来发现自由落体对身体的退化影响，人们普遍认为，不仅是研究任务，而且太空望远镜和气象卫星等复杂仪器也需要常驻机组人员。

但五十年来，小型化和软件方面的进步已经改变了机器人和太空中人类之间的平衡。 1960 年至 2020 年间，太空探测器技术进步了约 6 个数量级，但长期航天技术却没有进步。 2023 年用尿液制成的沸水看起来将与 1960 年的一样，甚至与 1060 年的一样。现代自动化航天器不仅性能远远超过人类宇航员，而且成本大约低一百倍（尽管很难确定，因为宇航员自 1972 年以来就没有飞到任何地方）。

人类和机器人之间的不平衡是如此之大，尽管有耗资 2500 亿美元的国际空间站国家实验室[，本世纪在太空中取得的每一项重大发现都是由机器人航天器实现的。到 2023 年，我们会理所当然地认为，如果火箭载着乘客进入太空，那将毫无意义。

至于空间站，人类飞行的皇冠上的明珠，它存在于近乎完美的神学宣泄状态中，它的唯一目的是教导它的创造者如何建造类似的未来宇宙飞船。国际空间站的宇航员们大部分的时间都用来修复维持他们生命的技术，当他们有空闲时间进行科学研究时，他们通常会研究太空对他们自己的影响。国际空间站已经 22 岁了，但它仍然依赖从家里送来的新鲜食物和干净的床单，就像一些懒惰的研究生一样。

然而，这个轨道站兼无线电站是我们想象中最接近行星际飞船的。想到要将这样的东西送往火星进行为期三年的旅程，工程师们的心就不会跳得更快——至少不是以一种好的方式。

春天的火星。这些点和暗线大概是与干冰升华相关的流动现象。 HiRISE，2008 年

火星也不是我们想象中的那个星球。水手四号于 1965 年拍摄的第一张照片令人震惊：照片中没有田园运河，而是一片无水、布满陨石坑的荒地，与月球很相似。十年后，海盗号着陆器证实火星是一个冰冻、干旱的世界，沐浴在消毒辐射之下，任何未受保护的地球生物在到达火星表面之前就会死亡。

但随着 21 世纪轨道器的出现，火星获得了一定的光彩。表面干燥，但大多数地方下面都有水冰。地表的动态特征表明水（或至少是盐水）从地球深处流到地表。 2020 年，雷达研究发现南极冰盖下至少有两个冰下湖的证据，这表明存在地热储层。本月初，《自然》杂志的一篇论文宣布在埃律西昂平原下方发现活跃的地幔柱，这使得火星跻身地质活跃星球的 VIP 名单之列。

来自地面的消息也有所改善。 2012 年，好奇号探测器抵达盖尔陨坑时，发现了一个普通的湖床，里面充满了有机沉积物和奇怪的棍状结构，在地球上被称为化石。该陨石坑在过去的数百万年里曾经适宜居住，其中的某些物质在夜间仍会释放出甲烷[18]。毅力号火星车在自己的陨石坑中发现了来源不明的复杂有机分子。

沙丘，HiRISE 2016

但对于火星来说真正令人兴奋的消息是发现地球上意想不到的生命。长期以来，微生物学家一直怀疑，已知的 12,000 种左右微生物只是总数的一小部分，或许还有数十万种“未培养”的微生物物种有待发现。但随着世纪之交新测序技术的出现，人们发现物种数量可能达到一万亿。在随后的基因组淘金热中，研究人员不仅发现了数十个未知的微生物门，还发现了两个新的生命分支。

这些新方法证实，在地壳深处，生存着一个“深层生物圈”，其中的微生物以地球化学过程和放射性衰变为食，生命力缓慢。人们发现，一组微生物在被困在沉积岩中一亿年后，过着最好的生活。另一群微生物则被发现于深海海底，与真菌伙伴维持着长期的关系。[25]我们才刚刚开始研究这种地下生态，它可能占地球生物量的三分之一。

我们地球的家谱，大约 2016 年。带有红点的分支是我们一无所知的。

另外 1,300 个微生物门可能尚未被发现[27]。你和我在右下角。

此时，地球上很难找不到生命。人们发现微生物生活在云顶[28]、核反应堆内[29]以及平流层高处的气溶胶中[30]。细菌不仅可以在空间站船体上存活数年，而且有时它们在空间站的生存条件比在飞船内还要好。长期以来人们一直认为无菌的环境，例如地中海底部的缺氧盐水，实际上含有与加油站热狗一样丰富的微生物。甚至被困在盐晶体或南极冰中数百万年的微生物也表明，它们无需喝一杯早晨的咖啡就能醒来并恢复新陈代谢。

几年前，地球上 99.999% 的生命还无法探测到，这一事实令人担忧，并对火星产生了影响。深层生物圈的存在，缩小了我们星球之间宜居性的差距，以至于这种差距可能不存在——火星上至少有一个角落可能适合陆地生物居住。这也支持了这样的理论：生命可能起源于一种行星际感染，实际上是一种性病，通过陨石传播到整个早期太阳系。如果这是真的，如果我们的远亲仍然活在火星的某个深处的洞穴中，那么寻找他们的最糟糕的方式就是降落在一艘肮脏的宇宙飞船上。

火星上尘卷风的痕迹。导致暗色平行线出现的原因仍不清楚。 HiRISE，2009 年。

但登陆火星已不再有意义的事实对美国宇航局利用火箭搭载的玻璃容器前往火星的计划没有任何影响。尽管事实可能会改变，技术也可能会改变，但有一件事永远保持不变——我们将以 20 世纪 50 年代的方式前往火星。

很难让美国宇航局管理层解释这次任务的目的，这并不是因为他们固执，而是因为他们似乎真的对这个问题感到困惑。我们已经登上月球，火星也将在月球之后到来。这有什么不清楚的吗？他们的计划并不包括登陆火星可能会与其他类型的研究相冲突，或者执行任务的必要性需要得到证明。

去年夏天，在一次关于月球至火星计划的新闻发布会上，一位记者要求美国宇航局局长比尔·尼尔森用通俗易懂的语言向美国人解释为什么美国宇航局想要派宇航员登上火星和月球。他的回答值得全文引用：

这就是我要告诉他们的。首先，我们人类是探险家和冒险家。从本质上来说，这就是我们的目的。但在研究过程中，我们将学习新事物，开发新事物，这些事物将会改善我们在地球上的生活，就像我们在开发太空计划的过程中所发生的那样。

上周我和一位玉米农民在堪萨斯州，我们向他提供有关该作物下方和旁边土壤水分含量的实时信息，以便他知道应该种什么。例如，这些设备可以检测森林中易发生火灾的疾病。这无疑将有助于我们在地球上的生活。这些都是由于太空计划而产生的、我们甚至无法想象的事情。

但这还不是全部。当我们在 20 世纪 30 年代末登陆火星时[38]，想象一下，借助我们拥有的众多仪器，我们将对太阳系和宇宙有多么了解，其中最重要的就是詹姆斯韦伯太空望远镜。也许到那时，我们会发现一颗不需要保护地球的小行星，就像我们想在一个月内尝试用 DART 做的那样，但我们可能会发现一颗拥有可供开采的宝贵材料和金属的小行星。到2040年，我们可能会在宇宙的其他地方发现生命。想想这会如何影响我们探索的欲望。

因此，我无法具体回答“火星之后会发生什么？”这个问题。我只知道在事情发生之前我们会知道更多。我们的发现和研究还将继续下去。 [行政助理] Bhavya [Lal] 给出了一个恰当的比喻。还记得托马斯·杰斐逊派遣刘易斯和克拉克前往太平洋海岸的时候，看看结果是什么！

我之所以附上纳尔逊的完整演讲，是因为这是我从 NASA 找到的有关火星登陆最具启发性的解释。请注意，他提到的所有项目（全球农业监测、DART、Landsat、韦伯太空望远镜和TESS）都与载人航天无关，更不用说火星了。答案中唯一与火星相关的部分是关于命运、探索以及刘易斯和克拉克（我强调，他们正在寻找液态水的海洋）。

如果美国国家海洋和大气管理局海洋探索项目（预算 2500 万美元）或美国南极计划（预算 3.5 亿美元）的负责人召开新闻发布会，宣布实现人类命运的计划，他们会在日落之前把自己的物品装在纸箱里带回家。但我们的航天局的要求较低。

如果这一切只是说说而已，那也太美好了。但在 2022 年，NASA 在月球和火星探索项目上的支出超过了美国国家科学基金会的全部预算。他们计划在 2024 年开始发射名为 Gateway 的新空间站的部分部件，根据轨道官僚机构的规定，我们将不得不花几十年时间寻找理由来访问这个空间站。

不知何故，我们开始了历史上最大的项目，尽管它没有明确的目的，没有任何好处，而且比一场大规模的战争还要耗费纳税人的费用。甚至吉萨大金字塔的建造者至少也可以解释它的用途。然而，该项目在五角大楼预算的资助下，顺利通过了锁定系统。目前，两党总统都将登陆火星列为美国太空政策的正式目标。即使是那些通过实现地球上的工作自动化而发家致富的亿万富翁也同意火星需要手动探索。

它变得越来越奇怪。

志愿者在犹他州火星沙漠研究站进行训练任务

当你坚信某种信念，以至于事实和理性都无法改变它时，你所做的就不再是科学，而是宗教。因此我得出的结论是，最好将我们的火星计划视为一项基于信仰的举措。有一小部分人确实相信前往火星，就像有些人相信鬼魂或加密货币一样，这一小部分人对我们的太空计划产生了巨大的影响。

在美国宇航局，这种信仰以货物崇拜的形式出现。该机构确信，足够准确地重建登月过程将使他们有机会前往火星，从而带回 20 世纪 60 年代初期无限的预算、朴素的爱国主义和狂热的公众关注。他们发射火箭时所怀的感人信念与美国铁路公司让空餐车穿越大草原的信念如出一辙，他们梦想着铁路黄金时代的到来。

在美国宇航局之外，对火星的信仰有着更为阴暗的色彩。它是超人类主义世界观的一部分，该世界观认为人类要么向星空扩张，要么灭亡。火星精神领袖埃隆·马斯克曾表示，需要让我们成为多星球物种，以“保持意识之光永存”。在他看来，火星是我们摆脱这个充满生存风险的星球的唯一出路。仅仅探索火星是不够的；我们要使它成为各种文明的保留地。如果那里没有为生存而生的非自愿独身者，那就等于人类躺在敞开的坟墓里。

对于一个小的岩石世界来说，这是一个非常沉重的负担。

我认为现在是时候将火星话题付诸实践，并开始将登陆火星视为一个航空航天项目，而不是上帝计划的实现。但到目前为止，公众关于火星的讨论大多围绕着谁的火箭更大以及哪位亿万富翁能更快地将火箭发射升空。

既然我们已经为这个项目付费了，为什么不仔细研究一下呢？火星任务将会是什么样的、需要多长时间、以及巨大的技术差距在哪里，这些都是非常清楚的。我们已经了解了很多有关火星本身的知识，并且我们拥有二十年的国际空间站技术报告可供参考。所以让我们进行一场传统意义上的书呆子之战吧。

下面我想以比我在其他地方能找到的更详细的技术细节来阐述反对访问火星的论点。然后我们可以在互联网上争论这个问题，就像太空爱好者那样。

我将提出的论点包括三部分：

2013 年，宇航员凯伦·尼伯格 (Karen Nyberg) 在国际空间站接受眼科检查。

前往火星的困难之处不在于需要更大的火箭等有趣的太空任务，而是人类生理学的繁琐限制。要充分了解这些限制以便到达火星，人类需要进行多年的近地轨道以外实验。

具体来说，我们需要有关部分重力生理效应的初步数据[44]和重离子辐射更精确的风险评估[45]。由于结果影响到关键机组人员的安全权衡，这些实验必须在 NASA 最终确定任务设计之前进行。

除非出现资金奇迹，否则进行这项研究的唯一可行地点就是月球。这使得正常运行的月球基地成为登陆火星道路上的一个关键里程碑，这意味着美国宇航局的阿尔忒弥斯计划中的任何延迟或障碍都会自动推迟登陆火星的最早日期。

正是这种研究上的差距，导致即使有无限的资金，也不可能迅速登陆火星。[47]如果你不愿意冒着机组人员的安全风险，你就无法避免让宇航员在月球上坐上好几年，手里拿着盖革计数器。

2015 年，意大利宇航员萨曼莎·克里斯托福雷蒂 (Samantha Cristoforetti) 测试了她的国家为国际空间站生命支持系统贡献的 ISSpresso。

登陆火星的主要技术障碍不是推进系统，而是缺乏可靠的封闭生命支持循环[48]。以我们目前的能力，NASA 很难让宇航员在白宫草坪上存活六个月，更不用说在火星蒙古包里存活数年了。

填补这一空白所需的技术项目却出人意料地封闭，并且在零重力应用动物园领域之外没有任何有用的应用。在空间站上，用于处理漂浮动物排泄物的“戈德堡机器”网络的成本已经是同等重量黄金的两倍，而地球上几乎不需要它们，因为植物可以免费完成最好的工作。

我会把在宇宙飞船中让灵长类动物存活比作用葡萄干制造喷气发动机。两者都是巨大的工程问题，或许是有史以来最困难的问题，但这并不意味着它们值得解决。在这两种情况下，复杂性都源于非常具体的设计约束，在开始发挥工程魔法之前，值得重新审视这些约束一两次。

生命支持系统的复杂性在于其所有组件之间以及与机组人员之间都存在相互作用。根本不存在生命支持单元测试；你必须在模拟目标任务的条件下将整个系统发射到太空。生命支持可靠性的设计涉及解决一些谜题，例如为什么某台洗衣机在第 732 天开始变脏，然后祈祷下次启动时设备不会在第 733 天出现故障。这个过程不断重复，直到第一批机组人员活着返回地球（打个比方），此时你宣布这项技术可靠，并将香槟放进冰箱。

与医学研究不同，无法预测这些试验需要多长时间。典型的探索概况[50]需要两种不同类型的生命支持系统（航天器和地面），它们一起必须运行约 1000 天。该航天器还必须证明，它可以在宇航员停留火星期间保持休眠模式，并在唤醒后继续运行。

二十年来，空间站上一直对一些简单得多的系统进行调试，使它们无法达到那种可靠性水平。然而，为了将宇航员送上火星，我们需要所有这些都像瑞士手表一样运转正常。人类不需要价值 10 亿美元的、可以在零重力条件下运行三年的粪便脱水机，但没有它，火星任务就无法离开地球。

毅力号着陆后留下的碎片，由机智号直升机于 2022 年 4 月拍摄。

登陆火星的人类必然会在着陆区域创造出庞大的微生物生态系统。如果任何从航天器中逃出的生物最终在火星上安家落户，我们可能永远无法分辨后来在火星上检测到的生物特征是当地生命的痕迹，还是我们第一个火星厕所逃出的生物留下的。就像粗心的调查人员在犯罪现场不戴手套一样，我们冒着永远毁掉我们收集的证据的风险。

“没有污染就没有探索”是一个很好的短语，可以用红色字母模板放在气闸上方（最好是在焊接关闭之前）。污染风险是火星任务的真正致命问题，越仔细观察就会发现，这类问题越严重。正因为如此，我们必须确保探测器无法进入火星，直到我们确定从航天器无法到达适宜居住的火星环境，或确定不会造成重大后果。

甚至宇航员自己也承认，探索火星与保护其原始纯净是无法调和的努力，就像试图在洁净室中钻探石油一样。这个问题超出了如何保存宇航员粪便 17 个月等实际问题，而是触及了问题的核心：为什么将一个漏水、充满细菌的玻璃容器运送到火星是我们寻找火星生命的第一步？宇航员到底具备哪些不可思议的能力，值得冒这样的风险呢？

怀疑论者指出，地球微生物已经登陆火星，既有来自机器人探测器，也有来自随机陨石。但正如我们将看到的，与人类机组人员一起旅行的多样化微生物群落构成了完全不同的威胁，而且与像好奇号这样孤单一人依附在火星车上的悲伤微生物相比，它们在火星上存活的几率要大得多。

即使你不关心污染，NASA也有合同义务关心它，这对任务设计有严重的影响。这意味着人类的着陆点将被刻意设在远离任何有趣地方的地方。火星上最受科学关注的特征（峡谷、重复的斜坡线、周期性的甲烷源和地下水）将无法被宇航员接触到。以及适合生命生存的地形特征，例如洞穴或熔岩管。机组人员将不会住在火星村庄里，而是住在类似于四级生物容器的东西里。即使在那里，他们也必须像今天一样远程进行实验室工作，这就引发了一个问题：我们在火星任务上花费的数千亿美元到底能给我们带来什么。

乌尔蒂米斯科普里 (Ultimi Skopuri) 附近的冰。欧洲航天局/火星快车，2022 年

简而言之，这就是我反对火星的理由：登陆火星需要昂贵的研究，工程大多是化学工程，而且，最好的情况是，三十年后，我们将看到有人在火星而不是帕萨迪纳远程操作土铲。

我了解放弃珍爱的梦想是件很困难的事。但我也有一个美好的梦想——在有生之年亲眼见证太空探索。我们很难不注意到，到 2025 年，NASA 已经花费了 930 亿美元，以确保无人登陆月球。但这笔钱还不够将探测器发送到太阳系的每个星球，包括我们已知拥有液态水海洋的卫星和两个自 20 世纪 80 年代航海者 2 号快速探查之后就再也没有被访问过的行星系统。

我们别忘了火星！就我而言，我想知道是什么导致了重复的斜线，为什么盖尔陨石坑里有甲烷，以及 2018 年发现的地下湖泊中是否有漂浮物。轨道器已经发现了数十个令人毛骨悚然的洞穴和坑洞，其中任何一个都值得探索。发现火星地质活跃应该会激发人们对地下深处生命的探索。远程探索这些环境并不容易，但我们开发的任何技术都将为整个太阳系的任务带来回报。

极地沙丘显示二氧化碳冻结和升华