火星殖民地

殖民火星是指人類在火星上居住。許多研究與理論都將火星當(dāng)成一個(gè)可行的殖民地，它的表面狀況與水份的來(lái)源使得火星成為太陽(yáng)系除地球外最適合人類居住的星球。因?yàn)榛鹦堑沫h(huán)境與改造成適合生物生存的可能性，火星被許多科學(xué)家(其中也包括史蒂芬·霍金)認(rèn)為是一個(gè)殖民的理想行星。

到達(dá)火星

除金星外，由地球去火星所需的能量是比任何行星較少。利用移動(dòng)軌道，由地球去火星，大約需要九個(gè)月，而使用修正了的移動(dòng)軌道，可以將所需時(shí)間減至6至7個(gè)月，但會(huì)使用較多的能量和燃料，而火星探測(cè)是利用此方法。

如將所需時(shí)間縮短至半年或以下，需要使用較高的能量、較多燃料，對(duì)于化學(xué)火箭來(lái)說(shuō)，是不可能做到的。如果利用航天器推進(jìn)、核動(dòng)力推進(jìn)的火箭，是可以將所需時(shí)間減至2周。

與地球相似的地方

火星的一日與地球自轉(zhuǎn)一周十分接近?；鹦堑奶?yáng)日是24小時(shí)39分35.244秒。

火星的表面面積是地球的28.4％，稍微小于地球的陸地(占地球表面面積的29.2％)。

火星的轉(zhuǎn)軸傾角為25.19°，與地球的23.44°較為接近，亦因?yàn)榇嗽?，火星的季?jié)與地球的相似。但是，火星的1年相當(dāng)于地球的1.88年，因而火星上各季節(jié)的長(zhǎng)度是地球的一倍?；鹦潜狈缴峡詹⒉皇切⌒茏?，而是白鳥(niǎo)座。

火星有大氣層，但只是地球大氣層的0.7％，因此，火星的大氣只可以抵擋部分的太陽(yáng)輻射、宇宙線，宇宙飛船也可以利用大氣層作為大氣制動(dòng)。

NASA的“火星探測(cè)者”號(hào)、“鳳凰”號(hào)；歐洲航天局的“火星快車”號(hào)等，于21世紀(jì)初進(jìn)行火星探測(cè)計(jì)劃，并發(fā)現(xiàn)火星有水的存在，也證明火星擁有所有維持生命的元素，代表火星是一個(gè)適合生物生存的地方。

與地球間的差異

火星地表重力大約是地球的1／3，對(duì)于可能造成的健康問(wèn)題仍未知。

火星表面的平均溫度只有-46℃，相較于地球要寒冷得多。

火星離太陽(yáng)較遠(yuǎn)，其大氣層所接收的太陽(yáng)能只有地球所接收的一半。

火星的軌道離心率較地球更大，造成氣溫與太陽(yáng)輻射的變化較大。

目前火星上的氣壓仍太低，不足以讓人類在未配備壓力設(shè)備的狀況下生存。由于改造火星屬于長(zhǎng)期的計(jì)劃，短期內(nèi)火星上的人造建筑都必須配有壓力設(shè)備，如同太空飛行器，必須能維持約1個(gè)大氣壓。

火星大氣層主要為二氧化碳，其二氧化碳分壓約高于地球52倍，如此可支持植物的生存。

火星上的磁場(chǎng)極小，也因此使太陽(yáng)風(fēng)偏向的能力也不足。

居住

相比起月球或其他行星，火星的地理環(huán)境較適合人類居住，沒(méi)有像水星般極端的溫度、金星那樣高的表面溫度，也沒(méi)有像其他地外行星及其衛(wèi)星那么低溫。另外，金星只有云層頂端的居住環(huán)境是比較接近地球。

在火星，可以找到很多類似地球所擁有的適合居住的地方。由高海拔探空氣球得知，目前火星表面海拔最高約34 668米，另外，火星也有寒冷的北極、南極，但溫度是相當(dāng)極端的。

2007年3月21日，NASA代理管理員ShanaDale于JPL高科技會(huì)議時(shí)，曾說(shuō)過(guò)“希望發(fā)現(xiàn)火星是否能夠?yàn)槿祟愄峁┑诙≌?，將人類的文明由地球延伸?40億千米外的火星”。

火星改造

有些科研小組推測(cè)火星也許會(huì)有一天變成可以讓各種生物，包括人類獨(dú)立生存的星球。然而，有些學(xué)者因?yàn)榧夹g(shù)可行性相關(guān)問(wèn)題而反對(duì)此推測(cè)。

食浮萍住洞穴

由NASA先進(jìn)概念研究院提供部分資金進(jìn)行贊助的一系列名為“火星洞穴”的試驗(yàn)研究的首席研究彭納羅普·波斯頓表示：“火星上的洞穴是一個(gè)危險(xiǎn)的星球上的安全地點(diǎn)，是用于研究的一個(gè)理想避護(hù)所?！蓖瑫r(shí)還是新墨西哥州礦業(yè)技術(shù)研究院洞穴研究系主任的波斯頓說(shuō)：“洞穴可以成為人類文明在火星上延伸的基礎(chǔ)?！?/p>

與波斯頓一起參加這次火星研討會(huì)的研究人員目前正在進(jìn)行地球上相關(guān)洞穴的實(shí)驗(yàn)，以便為人類在火星上找到可以居住、進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及實(shí)施科學(xué)研究的試點(diǎn)模型。這一項(xiàng)目最初的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)就是測(cè)試火星上的空氣是否可以被改造為人類能夠呼吸的空氣，火星上的大氣非常稀薄，而且較之地球上的大氣氬含量更高。

在實(shí)驗(yàn)中由氧氣、氬氣以及其他氣體組成的混和氣體被注入一個(gè)裝有兩只蟋蟀的容器當(dāng)中，這兩只昆蟲(chóng)似乎并沒(méi)有因?yàn)樯鲜鰵怏w的注入而受到影響。類似的實(shí)驗(yàn)也在被裝入密封在籠中的老鼠身上進(jìn)行，這一次氨氣似乎也沒(méi)有對(duì)老鼠的健康產(chǎn)生任何短時(shí)間的影響。

但是，科學(xué)家表示，在利用人類進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前他們?nèi)匀粺o(wú)法確定氬氣是否對(duì)人類健康會(huì)產(chǎn)生影響。在隨后進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，科學(xué)家在位于美國(guó)俄勒岡州中部的一個(gè)火山熔巖管中為兩只老鼠創(chuàng)造了一個(gè)小環(huán)境，這一小環(huán)境與研究人員預(yù)計(jì)在火星上能夠找到的洞穴的環(huán)境類似。

裝滿水的盤子被鍥入到小環(huán)境的墻壁之間，兩種水棲植物浮萍和水蕨在水面飄浮，以太陽(yáng)板為電能發(fā)出熒光的燈被安裝在洞穴外面，為洞穴提供植物生長(zhǎng)所需的光。研究人員古斯·弗雷德里克表示，老鼠在新陳代謝中會(huì)呼出二氧化碳，上述植物則利用光合作用將二氧化碳轉(zhuǎn)換成氧氣。在洞穴里生活了兩天之后，老鼠被放出來(lái)時(shí)依然健康，但因?yàn)橹参锊](méi)有釋放出足夠的氧氣而有些呼吸短促。

2003年9月進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)包括更多的植物以及一種可以控制濕度的設(shè)備。研究人員的設(shè)想是，在老鼠居住的小環(huán)境中注入與屆時(shí)人類登上火星后將呼吸的氣體類似的一種混和氣體，在隨后的實(shí)驗(yàn)中，老鼠還將吃掉小環(huán)境中的浮萍。

弗雷德里克稱浮萍是一種理想的火星食物，因?yàn)檫@一植物每克含有的蛋白質(zhì)較之大豆更多，而且可以在一天之內(nèi)體積就增加一倍。波斯頓表示，雖然相關(guān)的老鼠實(shí)驗(yàn)尚未結(jié)束，但研究人員已經(jīng)為人類設(shè)計(jì)出了一個(gè)活動(dòng)范圍更大的生物圈，這個(gè)生物圈由用于制造熱氣球的材料的相同種類的塑料和尼龍制成。

研究人員稱，火星“殖民者”將給上述計(jì)劃置于洞穴中間的生物圈充氣，洞穴外面的太陽(yáng)能板將提供能量，一個(gè)密封艙將使得人類可以出入洞穴。2003年11月，研究人員在在位于新墨西哥州卡爾斯巴德地區(qū)的一個(gè)洞穴中進(jìn)行了上述實(shí)驗(yàn)，然后他們還計(jì)劃在附近的另一個(gè)洞穴中進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)，這一洞穴中將注入不宜呼吸的氣體，研究人員身著太空服保護(hù)自己。波斯頓說(shuō)：“火星已經(jīng)不再是太空中的一個(gè)遙不可及的星球，而將成為人類新的居住地點(diǎn)，整個(gè)太陽(yáng)系都在向我們招手?！?/p>