火星勘测轨道飞行器上搭载的美国宇航局HiRISE相机拍摄的火星帕沃尼斯火山熔岩管天窗入口图像

当宇航员有一天降落在火星上时，他们可能不得不住在熔岩洞或熔岩管里，以抵御每秒钟倾泻在火星表面的强烈辐射。但哪些洞穴能给它们提供最好的生存机会呢?

这是最近在第55届月球和行星科学会议上发表的一项研究希望解决的问题，乌克兰国立生命与环境科学大学的Anatoliy P. Vidmachenko博士调查了熔岩管和熔岩洞在哪里、如何以及为什么可以帮助未来的火星宇航员生存。

这项研究有可能帮助科学家和工程师减轻未来火星宇航员的风险，以及需要采取哪些步骤来实现这一目标。

在这项研究中，维德麦琴科博士考察了火星上的几个地方，这些地方都发现了适合未来首次定居的熔岩洞和熔岩管，其中包括阿尔西亚山，它是构成塔尔西斯山的三座死火山之一。

2007年，在第38届月球和行星科学会议上发表的一项研究讨论了从轨道图像中观察到的七个所谓的天窗，这些天窗后来被解释为熔岩洞的入口。这项最近的研究提到，这些熔岩洞的直径可能在100到250米(328-820英尺)宽之间。

研究指出:“这些可靠的洞穴可以用来创造第一个永久定居点。”“它们可以让你可靠地保护自己免受强辐射的伤害。一个缺点是需要组织运送水冰，为定居者提供水资源和提取火箭发动机急需的氧气和氢燃料的原材料。”

该研究提到了火星上其他几个观测到坑或天窗的地方，包括Hebrus山谷、Pavonis火山、Ascraeus Mons、Acidalia Planitia(其表面位置在《火星救援》中有描述)和Cydonia Mensae。

此外，该研究还讨论了靠近水冰源的熔岩通道、洞穴或管道如何对未来的宇航员有益，这可以显著降低他们在火星之旅的航天器上运输和储存水的成本。

该研究指出:“最好的情况是在强大的冰川结构旁边发现一个具有坚固壁的熔岩管。”“殖民地本身很可能会有独立的房屋，包括住宅、工程、电梯和温室。它们必须通过小型过渡隧道相互连接，以控制其中人工制造的大气的压力和成分。”

熔岩管在《国家地理》系列电视节目《火星》中占据了突出位置，该节目描述了第一批登上这颗红色星球的宇航员以及他们在恶劣环境中生存的探索。在他们的旅程中，熔岩管提供了躲避宇宙和太阳辐射的住所，同时也有大量的水冰可供他们使用，这些水冰可以用来饮用和火箭燃料，同时大大减少了他们最初在旅途中必须携带的水量。

宇宙和太阳辐射每天都像雨点一样落在火星表面的原因是，地球上缺乏保护臭氧层和磁场，这有助于转移这种致命的辐射，使其无法到达我们的表面，从而使生命在这里存在了数十亿年。虽然火星在数十亿年前可能有这两种机制，但这颗红色星球的内部已经急剧冷却，导致这些保护特征被太阳风剥离并消失在太空中。

这项研究正值美国宇航局计划50多年来首次将人类送回月球，并最终将人类送回火星，作为该机构“月球到火星”计划的一部分。因此，在将第一批宇航员送上这颗红色星球之前，充分的准备将有助于增加他们在整个旅程中的生存机会，而这项研究强调了熔岩管可以做到这一点的几种方法。