如果要建立容納100萬人的火星殖民地，會面對什麼困難？

如果能夠在其他星球上建立太空基地，我們的生活將會變成什麼樣，很多人將火星作為適合太空移民的目標，比如說埃隆·馬斯克，他甚至制定瞭如何在火星上，建立一個永久殖民地的半具體計劃，不管你認為這種計劃是否能成功，建立一個大型火星殖民地的想法已經成型。我們先來考慮，維持一個100萬人的殖民地。

首先，我們來比較比較地球和火星的規格，儘管一個是藍色星球，一個是紅色星球，看上去差異明顯，但兩個行星確實存在著一些相似點，比如說兩顆行星的旋轉速度相似，火星上僅僅只比地球上的一天，長約44分鐘，火星的軸向傾斜和地球也非常相似，火星經歷和地球相似的季節以及溫度變化，都是由相似礦物和金屬核組成的行星，表面結構相似，擁有高山、峽谷和沙漠等地質地貌。

但兩者之間的不同也非常明顯，火星的大氣非常稀薄，只有地球大氣壓力的1%，對人類來說完全無法呼吸，火星大氣由96%的二氧化碳，2%的氬和2%的氮，以及微量的氧氣和水蒸氣組成，這一鮮明的對比表明，火星的溫度比地球要低得多，平均溫度為-46℃，冬季的最低氣溫為零下143℃，夏季的最高溫度為35℃，火星上的氣候非常乾燥，塵土飛揚，經常有頻繁的沙塵暴發生，火星也沒有像地球一樣合適的磁層，這使得它很容易，受到有害宇宙射線的影響。

最後一個問題是，火星缺少液態水，火星的兩極地區確實有水，但大部分都是冰凍的，遠遠不及我們地球上的水資源量，任何一個成功的火星殖民地，都必須面對這些問題，並努力在這個不利於生命存活的空間裡，建造一個對人類友好的環境。所以我們的第一個大挑戰，就是建立一個能夠支援大量人類生活的棲息地，保護他們免受寒冷，和頻繁沙塵暴的侵襲，提供可呼吸的空氣、安全的生活用水，掌握生產食物的方法，以及抵禦致命宇宙射線的屏障。

第一步建造一個大型的圍牆，作為100萬火星殖民者的中心樞紐城市，這座城市通常被設想為一個巨大的玻璃彎頂下的城市，既能提供光線，又能抵禦各種元素的侵襲，火星殖民地的電將依靠太陽能和核能。太陽能工廠將需要很多土地面積，不過這還不用擔心，因為火星目前還只是空曠的土地，殖民地的佔地面積很小，定居點還需要頻繁地使用“，定居點還需要頻繁地使用，大型儲能裝置，因為多次的沙塵暴會造成黑暗，假設我們獲得了動能，下一個關鍵步驟是食物和水。

從理論上來說，只要有大量的水，我們就能擁有先進的生產力，在地球上，我們就有非常先進和高產的水培農場，在火星上同樣可以實現，甚至不需要自然光和土壤，這樣農場可以建在地下，就可以節省空間和增加保護。氧氣和水的來源可能是建立殖民地最大的障礙，在一個基本上沒有空氣的無水世界上，有人提議提取大氣中的二氧化碳，將分子分解為碳水化合物和氧氣，製造一個自動化的大氣二氧化碳提取系統，肯定要比用更復雜的裝置，從土壤中提取二氧化碳要簡單得多。至於水，美國宇航局目前，正在研究從地下水庫中，提取水的可能性，並使用高效的回收方法，來減少對淡水的總體需求。

如果火星上沒有足夠的地下水，還有一個選擇是從火星的兩極獲取冰，這些冰可以被加工成清潔的可用水，火星殖民者可能不得不接受人造肉這樣的食物，或者完全吃素，因為用太空飛船來回運送肉食，或者說活的牲畜太有挑戰性了，更不要說還得給動物們，建立一個安全穩定的環境。所以，我們只能在火星快速啟動一個小的哨所，但為了擴大規模以容納100萬人，火星殖民地必須完全自給自足，因為從地球運送建造貨物既昂貴又危險，如果殖民地沒辦法自己生產氧氣，而從地球運送的貨物又出了問題的話，後果可想而知。

於是科學家們提出的解決方案，是開發與火星環境相適應的技術，而不是與之抗衡，我們可以利用來自火星土壤的材料，用電將矽酸鹽分解成基本成分，製造出金屬合金，用於建築，同時釋放出可利用的氧氣，維持火星上的生命，在所有技術準備就緒之前，我們還有很長的路要走。