如果移居到火星，我們如何生存？第一批人將死在那裡

宇宙印象 深度科普欄目第319期 涉足火星將是人類歷史上的重要里程碑，在地球以外的空間生活是人類千百年的夢想，但要想在這顆紅色星球上持續發展，我們必須掌控它的環境。科學家需要設法在這個杳無人煙之地生產食物，因為依靠地球供給將是不可持續和不現實的。美國宇航局計劃在21世紀30年代派遣宇航員飛往火星。

埃隆-馬斯克的SpaceX 太空探索技術公司基於星際運輸系統提出了一個雄心勃勃的火星殖民方案，雖然公司可能掌握了向火星運輸人類的專業技術，但他們對如何在火星上生活、如何依靠火星土地生產食物卻鮮有回答。

考慮到從地球運輸食物至火星的巨額費用（每人每年約花費10億美元），只能制定其他計劃為未來的火星探索者供給食物。不管是否將在火星上建立第一個殖民地並維持一小隊美國宇航局宇航員的生活，研究者們目前都在開發地外種植植物的新方案。弗里切及其同事特倫特·史密斯通過與巴茲·奧爾德林太空研究所的科學家合作研究了在火星上種植食物的方法。

儘管可以利用宇航員的排泄物作為肥料，但為了創建一個類似於地球的土壤環境，還需進行毒素去除、細菌培養等諸多工作。

佛羅里達理工學院航天學副教授布魯克·惠勒指出，火星表皮土（在長期隕石撞擊作用下形成的粉狀岩石）中不應含有有機物質，為了實現營養循環，必須依靠分解質將其分解至植物可利用的形態。這將是在火星上持續進行廢物循環的一種可能策略，廢物來源可以是人體排泄物、剩餘食物或其他廢品。

惠勒及其同事、佛羅里達理工學院生物科學副教授德魯·帕默爾目前正在通過火星表皮土的模擬物研究人類到達火星之時如何利用其本土資源。該模擬物的主要成分是夏威夷火山岩粉末，它不含任何植物生長所必需的營養物質，因此最接近火星表皮土。

但問題不僅於此。由於火星上不存在推動生物圈物質循環的支柱——微生物，因此需要向火星表皮土引進細菌和戰略性植物，以確保植物獲取必要的營養。

帕默爾表示，從長遠來看，通過地球上與植物共生的微生物和有機體的植入，人類將能在火星上創建可持續的氮循環和磷循環。這些循環背後需要的原材料是化肥，因此在籌劃火星農業的時候，我們必須考慮化肥來源問題：是從地球運輸過去？還是在現場製備以減少成本和對地球的依賴？

同時還有一個問題，美國宇航局發現火星土壤存在有毒物質，如果第一批殖民者無法實現自主自給，那麼他們註定要死在那兒。