登陸火星兩年后才能返回：宇航員如何在紅色星球活下去？

火星與地球的公轉周期不同，兩者距離最近的 “火星沖日” 每 26 個月才出現一次 —— 這意味著，宇航員登陸火星后，必須等待約兩年時間，才能迎來最佳返回窗口。

在這 700 多個日夜中，紅色星球的極端環境（-153℃至 20℃的溫差、稀薄且含 95% 二氧化碳的大氣、強烈的宇宙輻射）時刻威脅著生命安全。要在這樣的環境中存活，宇航員需要一套 “全方位生存體系”，涵蓋生命保障、心理調節、科學探索與應急應對，每一個環節都離不開精密的技術支撐與周密的規劃。

首先，“閉環生命保障系統” 是宇航員活下去的 “基礎防線”—— 它能將宇航員產生的廢物轉化為可利用的資源，實現水、氧氣與食物的循環再生，減少對地球補給的依賴。火星表面沒有液態水，大氣也無法直接呼吸，若完全依賴從地球攜帶的物資，成本極高且風險巨大（一旦補給中斷，后果不堪設想）。因此，閉環系統成為關鍵：

在水循環方面，系統會收集宇航員的尿液、汗液、呼吸產生的水蒸氣，通過過濾、蒸餾、反滲透等技術，將廢水凈化為可飲用、洗漱和種植的純凈水，循環利用率可達 90% 以上。

目前，國際空間站的水循環系統已能實現這一功能，未來火星基地的系統會進一步優化，甚至可能提取火星土壤中的冰水資源（火星兩極和地下存在大量水冰），作為補充水源。

在氧氣供應方面，除了攜帶部分液氧，主要依賴 “植物光合供氧” 與 “電解水制氧”。科學家計劃在火星基地種植小麥、生菜、藻類等耐低重力、高光合效率的植物 —— 植物吸收二氧化碳（宇航員呼吸和設備產生），通過光合作用釋放氧氣，同時還能提供食物。此外，電解水制氧系統可在緊急情況下啟動，將循環水分解為氫氣和氧氣，保障氧氣供應穩定。

在食物保障方面，“太空種植” 與 “預制食品” 結合是主要方案。短期依賴從地球攜帶的脫水預制食品（如壓縮餅干、凍干餐），長期則通過 “火星溫室” 種植作物。這些溫室會采用人工 LED 光源（模擬地球光譜）、無土栽培技術（避免火星土壤中的重金屬污染），并嚴格控制溫度與濕度。實驗表明，小麥、土豆、生菜等作物在模擬火星環境中可正常生長，未來還可能通過基因編輯技術，培育出更耐輻射、生長更快的 “火星專用作物”，滿足宇航員的營養需求（如蛋白質、維生素）。

其次，“防輻射與保溫住所” 是抵御極端環境的 “物理屏障”。

火星大氣稀薄，無法有效阻擋太陽風中的高能粒子和宇宙射線，長期暴露會增加癌癥風險；晝夜溫差極大，夜間低溫可能凍壞設備與人體。因此，宇航員的住所需要具備雙重防護功能：

在防輻射方面，住所不會直接建在火星表面，而是選擇地下洞穴（如火星熔巖管）或在地表建筑外覆蓋厚厚的火星土壤 / 玄武巖板 —— 這些天然物質能有效吸收宇宙射線。此外，住所內部還會安裝輻射監測儀，實時監測輻射強度，一旦超標，宇航員會進入專門的 “輻射避難艙”（用鉛或水層進一步強化防護）。

在保溫方面，住所采用 “多層絕緣材料”（如聚酰亞胺薄膜、氣凝膠），減少熱量散失；同時配備高效加熱系統，利用火星表面的太陽能（通過太陽能電池板收集）或核反應堆（提供穩定能源）供電，將室內溫度維持在 18-25℃的舒適范圍。

值得注意的是，火星白天的太陽能資源約為地球的 40%，足夠滿足基本能源需求，夜間則依賴儲能電池或核能源補充。

除了物質層面的保障，“心理調節” 同樣關鍵 —— 長期與地球隔絕、單調的生活環境、高強度的工作壓力，容易讓宇航員產生焦慮、抑郁等心理問題。為應對這一挑戰，有三大核心措施：

一是 “定期地球通信與家庭聯結”。盡管火星與地球的通信存在 4-24 分鐘的延遲（隨距離變化），但宇航員每天會有固定時間與家人視頻通話、發送消息，分享生活與工作。地面團隊還會定期發送 “心理支持包”（如家人錄制的視頻、家鄉的新聞、喜歡的音樂），緩解思鄉之情。

二是 “豐富的業余生活與團隊互動”。火星基地會配備健身設備（應對低重力導致的肌肉萎縮和骨密度流失）、虛擬現實（VR）設備（模擬地球場景，如森林、海灘）、書籍、電影等娛樂資源。同時，團隊會定期組織集體活動（如一起做飯、舉辦小型慶祝會），增強凝聚力，避免孤獨感。

三是 “明確的工作目標與成就感”。在兩年時間里，宇航員并非 “無所事事”，而是要執行密集的科學任務 —— 比如采集火星土壤與巖石樣本（研究火星地質演化和生命痕跡）、監測火星大氣與磁場、測試火星表面的資源利用技術（如提取水冰、制造燃料）。這些任務不僅能推動人類對火星的認知，還能讓宇航員獲得成就感，減少心理壓力。

最后，“應急應對方案” 是應對突發風險的 “最后保險”。火星上可能出現各種意外：設備故障（如生命保障系統失效）、極端天氣（如火星沙塵暴，能持續數月，遮蔽陽光）、健康問題（如突發疾病、外傷）。為此，火星基地會配備：

——“應急避難艙”：獨立于主住所的小型艙體，配備備用生命保障系統、急救藥品和通信設備，一旦主住所出現問題，宇航員可暫時轉移至此。

——“醫療急救包”：涵蓋常見病藥物、外傷處理設備、遠程診療系統。宇航員會接受專業醫療培訓，能處理骨折、感染等常見問題，復雜情況則通過遠程醫療系統，由地球醫生指導操作。

——“火星車與應急燃料”：配備多輛可載人火星車（續航里程數百公里），用于緊急撤離（如基地受損時轉移至備用基地），同時儲存足夠的應急燃料（可能利用火星大氣中的二氧化碳制造甲烷燃料），確保返回飛船能在緊急情況下啟動。

登陸火星兩年的生存，本質上是 “人類對抗極端環境的系統性工程”—— 它不僅依賴技術突破，更需要宇航員的專業素養與團隊協作。如今，各國航天機構已在積極開展相關實驗：NASA 的 “火星沙漠研究站”（模擬火星環境，讓志愿者進行數月封閉生活）、中國的 “地外生存實驗艙”（測試閉環生命保障系統），都在為未來的火星任務積累經驗。

或許在未來 20 年內，人類將首次實現載人登陸火星。當宇航員踏上紅色星球的那一刻，他們不僅是探索者，更是 “開拓者”—— 兩年的生存經歷，將為人類建立火星基地、甚至未來移民火星奠定基礎。而支撐他們活下去的，不僅是先進的技術，還有人類對宇宙的好奇與對生命極限的挑戰精神。